【背景介绍】

添加自旋（设置ISPIN=2），就是在哈密顿量上加了一个磁学项A(alpha,beta)，它是一个关于不同自旋的电子数的函数。我们在MAGMON上只是初始猜测，实际计算中SCF会不断调整alpha和beta的数值，从而使得体系的能量逐渐下降最终得到体系真正的电子自旋极化程度，也就是（alpha-beta）的大小。

[举例] 在Si中某个原子加入自旋，然后计算，会发现这个加入的磁矩会vanish，因为Si中本来就不可能有自旋自发极化。

【计算对象】

优化时加不加磁性，不同体系可以不同处理，看优化出来的结果差异大小及跟实验结构对比。

【参数设置】

ISPIN: 1（默认无自旋）2（自旋）
MAGMOM: 初始磁距，默认值为Nion*1
（1）计算FM：MAGMON = 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0

备注：此处仅仅是计算铁磁性【FM】，而不考虑非共线，或各向异性或自旋轨道耦合，是不需要SAXIS参数和每个原子设置三个分量的，只需要一个值就好。前面的9个0可以缩写为9*0.初始磁矩还能再大一些。（graphene初始磁矩可以是1，其他的d轨道应该是4-5）2*0 7*0 1 2*0 1 0。不论你把初始自旋设为1还是4，最终结果都可能一样，例如可能收敛到0.3。而有时候会出现即使开始猜测是AFM，但是体系最终弛豫到了FM的configuration，那就是可能不小心从局部最小跳到了全局最小点了，或者这个体系AFM就是不稳定。

[举例] 我不是所有原子都有磁矩，就是纳米带两头上的原子设了磁矩。对啊，你就两个C原子有磁矩。就算这样，你设置AFM算出来总磁矩也该为0。你要算AFM的话就是把那两个MAGMOM为1的C分别设置成1和-1，磁矩不为0的系统就不是AFM了。一模一样确实比较诡异，按理说FM和AFM的原子位置一样是有可能的，这取决于楼主的优化方式。但是能量应该有几个meV的差别。然后磁矩的话，印象中graphene边界上的C的话如果考虑成FM的话体系的总磁矩应该是在0.0几到0.几的。而AFM体系的总磁矩肯定是0，最多有点误差是0.000几（具体几位记不清了，就是VASP输出的最后一位有数字）。建议楼主可以这么处理AFM：在b方向扩展一下，建一个1*2*1的超胞，然后就得到了4个边界C原子。接着将相邻两个边界C的磁矩分别设置成+1和-1。

（2）非共线设置：3*NIONS*1.0
ISPIN = 2
MAGMOM = 0 0 4 0 0 4 0 0 4 0 0 4 0 0 4
SAXIS = 0 0 1
备注：五个原子的磁矩都向z轴的设置。为什么每个原子都设置为4呢？
（3）这个参数在以下两种情况下是有效的（a, 没有WAVECAR和CHGCAR的计算；b, 非磁的WAVECAR和CHGCAR，ICHARG=1）

ALGO: (版本4.5+) 电子优化的算法:
Normal：（对应IALGO=38，blocked Davidson方法）
Very_Fast：（对应IALGO=48，RMM-DIIS算法）
Fast: 对应上面两种算法混合
IALGO：具体电子优化算法（对于4.5+版本，默认38）
LDIAG：确定是否进行子空间对角化（默认.TRUE.）
if ICHARG=1（the charge file contains no magnetisation density）,or if the ICHARG=2，需要设定MAGMON（当然了，可以默认）
如果计算FM或者AFM，需要设置较大的局域MAGMON，因为有时默认的值不够大。通常设置为实验磁矩的1.2至1.5倍。
如果不能直接收敛到磁基态，也可以先收敛到非磁基态然后从生成的WAVECAR和CHGCAR开始计算（这里要注意参数的设置ISPIN=2，ICHARG=1）

【计算流程】

（1）ISPIN=1结构优化、单点能计算；

（2）ISPIN=2结构优化、单点能计算；

（3）比较能量大小：能量变化则有磁性，能量没有变化则没有磁性。

（4）FM和AFM计算，比较能量。（磁矩为0？是AFM，否则是FM）

【输出文件】

OSICAR

给出的是总的磁矩，加上LORBIT之后在OUTCAR中给出的是每个原子在默认RWEISS半径内的部分。

对于AFM计算，总磁矩在OSZICAR中是0，但是如果计算时在INCAR中加入LORBIT=（自旋轨道耦合？No），能量差别应该不大。

不确定VASP默认的磁矩方向（z？有人说是x）但是实验所确定的磁矩是沿着某一个晶向的（要注意晶向和晶面的区别），如果你的晶胞具有O群对称性，那么沿xyz能量肯定都一样的。实验的方向在VASP中不一定能完全重现的。

OUTCAR

RWIGS可以在OUTCAR中查看，有没有可能出现重叠？OUTCAR里面最后的部分有给出每个原子的local magnetization

【计算延伸】

（1）对于VASP 4.4.4+版本，VASP可以确定是不是MAGMON的设置打破的原来的对称性。如果破坏的话，对称参数会作废，并且在计算电荷和力的过程中不会考虑对称性。

（2）对于AFM计算，可以对于cell中的原子设置反平行的磁矩，如MAGMON=1 -1，这是对于仅有两个原子的金属晶体的计算，计算中总的磁矩是0，但是也可以通过RWIGS（影响大吗？总能量没有变化，但是总磁矩完全变了，有可能是RWIGS的问题）或LORBIT设置局域磁矩（手册的6.33和6.34）。

（3）加上LORBIT=11可能算的就是局域。

（4）是不是ＭＡＧＭＯＭ一开始就算不设置的话也会跑到FM态？还有一个问题，怎么防止从局部最小跳到了全局最小点呢？global minimum不是这么容易达到的吧。我遇到的情况弛豫是不会改变磁矩的符合，也就是自旋极化的方向的。我觉得想要简单的通过弛豫改变自旋极化方向这种情况不大可能发生，不然也就不会衍生出那么多寻找global minimum的方法了。
在我遇到的计算中，AFM设置是MAGMON排列的不同都会影响计算结果，而且最后得到的结果和计算初始的charge density影响也很大。比如http://prb.aps.org/abs ... 2/i19/e195128 就对如何寻找global minimum做出了一些测试。

貌似这个不是相邻两个边界的C，是两个带边，每个带边有2个碳，一个带边是1，另一个是-1吗？
还有一个问题，对FM是不是也应该取1*2*1的超胞？

mengfc可以试试不同的1和-1的排列看看结果
FM的等AFM的结果先出来再看看需要不需要对比吧

我试了这个方法，使用1*2*1的超胞，还是存在磁矩。。。

可能这个体系的AFM极为不稳定，优化一下就成FM了吧。。。

这个还真查过这方面的，AFM是稳定态，FM是亚稳态。。。

mengfc大能透露点计算细节吗？比如计算AFM和FM的时候是分别优化的吗？

1*2*1超胞的时候4个边界碳原子应该有至少3种AFM的排列方式？
边上的表示sheet边界上的C，中间的0是graphene中正常的C。大概应该能有这几种排列：
1000001
-100000-1
——————
100000-1
100000-1
——————
100000-1
-1000001

计算的时候必然是分别优化的,AFM磁矩设置按下面的方式设的，简单的示意图，沿y方向有边界条件，x方向有周期
C( 1) C( 1) C( 1) C( 1)
C( 0) C( 0) C( 0)
C( 0) C( 0) C( 0) y|
C(-1) C( -1) C( -1) C( -1) ___x

这样子建没键超胞结果肯定是一样的，键超胞的目的就是为了能够把1和-1写道一边

能理解您的意思~但是对石墨烯纳米带来讲，就是我的那种写法。因为石墨烯有两套格子，属于同一格子的是一种自旋

graphene的两种位置确实是这样，但是现在这么设不是算出来不对嘛

我个人理解AFM就是会引入不同的方向的自旋破坏体系的对称性，试试我说的方法设置下看看吧

这个在计算的时候需要设置ISYM=0参数吗？

http://emuch.net/bbs/viewthread.php?tid=4499356&authorid=818484

我现在想的是这样，不知道有没有问题。
1、先优化非磁的结构，得到CHGCAR和WAVECAR

2、使用上一步得到的CONTCAR作为POSCAR和得到的WAVECAR和CHGCAR，在INCAR中加入磁性参数ISPIN 和MAGMON进行自洽计算。自洽计算是不是NSW=0？接着用优化的设置吧，不然的话就变成用非磁的结构进行计算了。

10楼: Originally posted by veryman at 2012-05-07 0110
这两种写法本来就是一样的:D
只是我这种写法对于大体系更加不容易出错，养成良好的习惯总是好的...

是我粗心。。。把关键字输错了。。。。

去年和王见过面，简单讨论了下他的这篇文章，在基态电子结构方面目前的结果还一般，应该还可以深入。

AFM磁性设置上我现在主要做的是fcc结构的磁矩沿100方向，这个很简单，一排向上一排向下，有些晶体结构单胞可能满足不了AFM设置要求，不能保证向上和向下的磁矩抵消【AFM向上和向下的磁矩必须抵消？】，这个时候用超胞计算。

我通过QQ将凝聚态磁性物理专著发给你，看看是否有帮助。祝好！

System=X4O8H-AFM
PREC=Accurate
ISPIN=2
MAGMOM=9*0 4 -4 4 -4
GGA=PE
VOSKOWN=1
LDAU=.TRUE.
LDAUTYPE=2
LDAUL=-1 -1 3
LDAUU=0 0 4.7
LDAUJ=0 0 0.7
LDAUPRINT=2
LMAXMIX=6
ISTART=0
ICHARG=2
ISMEAR=0
SIGMA=0.1
NSW=500
IBRION=2
ISIF=3
POTIM=0.2
EDIFF=1E-4
ENCUT=500.0
LWAVE=.FALSE.
ISYM=0

摘录学习：

http://blog.sciencenet.cn/blog-588243-481559.html

顺磁，意味进行non-spin polarized的计算，也就是ISPIN=1。

铁磁，意味进行spin-polarized的计算，ISPIN=2，而且每个磁性原子的初始磁矩设置为一样的值。对非磁性原子也可以设置成一样的非零值（与磁性原子的一样）或零，最后收敛的结果，非磁性原子的local磁矩很小，快接近0，很小的情况，很可能意味着真的是非磁性原子也会被极化而出现很小的local磁矩。

反铁磁，也意味着要进行spin-polarized的计算，ISPIN=2，这是需采用反铁磁的磁胞来进行计算，意味着此时计算所采用的晶胞不再是铁磁计算时的最小原胞。比如对铁晶体的铁磁状态，你可以采用bcc的原胞来计算，但是在进行反铁磁的Fe计算，这是你需要采用sc的结构来计算，计算的晶胞中包括两个原子，你要设置一个原子的MAGMOM为正的，另一个原子的MAGMOM设置为负，但是它们的绝对值一样。因此在进行反铁磁的计算时，应该确定好反铁磁的磁胞，以及磁序，要判断哪种磁序和磁胞是最可能的反铁磁状态，那只能是先做好各种可能的排列组合，然后分别计算这些可能组合的情况，最后比较它们的总能，总能最低的就是可能的磁序。同样也可以与它们同铁磁或顺磁的进行比较。了解到该材料究竟是铁磁的、还是顺磁或反铁磁的。

亚铁磁，也意味要进行spin-polarized的计算，ISPIN=2，与反铁磁的计算类似，不同的是
原子正负磁矩的绝对值不是样大。

非共线的磁性，那需采用专门的non-collinear的来进行计算，除了要设置ISPIN，MAGMOM的设置还需要指定每个原子在x,y,z方向上的大小。这种情况会复杂一些。

参考网址：

http://blog.sciencenet.cn/blog-567091-777074.html（重要）

https://download.csdn.net/download/weixin_42200829/17560318

http://blog.chinaunix.net/uid-7726704-id-2045392.html（重要）

【其他例子】

http://muchong.com/html/201405/7400066.html

http://bbs.keinsci.com/thread-11672-1-3.html

http://muchong.com/html/201512/9778343.html

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