Ab-initio для предсказания магнитных свойств AlNiCo, BiMn и аналогичных

обсуждение вопросов физической химии и химической физики
phisycal chemistry and chemical physics discussions for professionals
chemigor
Сообщения: 262
Зарегистрирован: Вс июн 21, 2015 5:29 pm
Контактная информация:

Ab-initio для предсказания магнитных свойств AlNiCo, BiMn и аналогичных

Сообщение chemigor » Вс дек 24, 2017 11:59 pm

Добрый вечер,

имею свою Хартри-Фоковскую решалку, хорошо распараллеленую, защищал когда-то диссер по численным алгоритмам в применении для Хартри-Фока, с тех пор так эта решалка на полке и пылится. Так как оно свое и доморощенное, могу встроить туда что угодно. Сама решалка - на конечно-элементном базисе, довольно хорошо и в 1999 году конкурентноспособно описывала электронные свойства напряженных циклов, типа циклопропанов с развесистыми радикалами.

Никакого релятивизма нет, ибо тогда мне не было надобно, а потом никогда ей не пользовался, то есть d и f орбитали в классическом приближении она очень классно описывает, но, вроде в реальности там уже надо что-то релятивистское применять.

Есть в лабе свой суперкомпьютер, примерно 20терафлопс я на нем получаю, и 24 терабайта памяти тоже имеется. Моя решалка (Хартри-Фоковская) на раз на эту компьютерную архитектуру ложится, примерно 10Терафлопс на раз на ней получается.

Вопрос.

Пусть я хочу моделировать и предсказывать свойства магнитных сплавов, например, AlNiCo, Mn-Bi.

Скажите, пожалуйста, какое приближение мне к ней надо прикрутить, чтоб это начать делать?

Ссылки или понятные на словах объяснения, очень-очень приветствуются.

Спасибо!

PS: черт, хотел написать в подфоруме "Квантовая химия", а, оказалось, что промазал.

chemigor
Сообщения: 262
Зарегистрирован: Вс июн 21, 2015 5:29 pm
Контактная информация:

Re: Ab-initio для предсказания магнитных свойств AlNiCo, BiMn и аналогичных

Сообщение chemigor » Чт дек 28, 2017 6:31 pm

эххх... Помогите, пожалуйста, кто может, по сабжу!!! Очень надо, не держит у меня аэрогель (долговременно) мой градиент 800С на 2мм, надо другой магнитный материал пробовать, а статей по Bi-Mn почти нет.

Аватара пользователя
bigM
Сообщения: 763
Зарегистрирован: Ср фев 15, 2017 2:05 am

Re: Ab-initio для предсказания магнитных свойств AlNiCo, BiMn и аналогичных

Сообщение bigM » Чт дек 28, 2017 6:57 pm

chemigor писал(а):
Чт дек 28, 2017 6:31 pm
... не держит у меня аэрогель (долговременно) мой градиент 800С на 2мм, надо другой магнитный материал пробовать, а статей по Bi-Mn почти нет.
что именно происходит?
Не красота спасёт мир, а транквилизаторы.

chemigor
Сообщения: 262
Зарегистрирован: Вс июн 21, 2015 5:29 pm
Контактная информация:

Re: Ab-initio для предсказания магнитных свойств AlNiCo, BiMn и аналогичных

Сообщение chemigor » Чт дек 28, 2017 8:00 pm

через раз мой аэрогель от такого издевательства лопается. Время сбора стенда - примерно неделя :( Параллелить (собирать один, работать на другом) пока не хотел.

Градиент можно уменьшить несколькими способами:
1. Поднять температуру на стороне катушки - значит увеличить ее сопротивление, сейчас и так 4КВатта в цилиндре d=3.5см, l=6см рассеивается. мне сложно тут улучшать, я и электростатику и теплоперенос численно моделировал и оптимизировал, и понимаю, что работаю на пределе.
2. Увеличить зазор между катушкой и магнитами - это из серии сделать обычный низкотесловый огромного размера магнит, тогда все мои заморочки можно задвинуть, сейчас борьба за 2Тл в озвученных габаритах (весь мой ЯМР сенсор помещается в трубку диаметром 2.5см).
3. Поменять магнитный материал, который плавится при меньших температурах, то, что нашел Mn-Bi. Пробно при 1:1 ничего не спеклось.

Собственно пытаюсь одновременно по всем трем пунктам что-то сделать, но ИМХО, быстро может получиться только 3-ий.

Аватара пользователя
Гесс
Сообщения: 10819
Зарегистрирован: Ср фев 15, 2012 11:19 pm

Re: Ab-initio для предсказания магнитных свойств AlNiCo, BiMn и аналогичных

Сообщение Гесс » Чт дек 28, 2017 8:16 pm

имхо даже пытаться чтото предсказывать - это от нескольких месяцев.

Аватара пользователя
bigM
Сообщения: 763
Зарегистрирован: Ср фев 15, 2017 2:05 am

Re: Ab-initio для предсказания магнитных свойств AlNiCo, BiMn и аналогичных

Сообщение bigM » Чт дек 28, 2017 8:29 pm

вы бы фотки выложили, что лопается, где лопается, где аэрогель, как выглядят магниты, где катушки. мы ж не телепаты...
Не красота спасёт мир, а транквилизаторы.

chemigor
Сообщения: 262
Зарегистрирован: Вс июн 21, 2015 5:29 pm
Контактная информация:

Re: Ab-initio для предсказания магнитных свойств AlNiCo, BiMn и аналогичных

Сообщение chemigor » Чт дек 28, 2017 8:50 pm

Гесс писал(а):
Чт дек 28, 2017 8:16 pm
имхо даже пытаться чтото предсказывать - это от нескольких месяцев.
я не согласен с такими оценками. Во-первых, есть рабочий софт и довольно хороший компьютер, на котором это можно моделировать. Симметрия (переодическая) в софте есть по умолчанию. Ну и стародавний опыт такого моделирования.

Ну а самое главное - у меня мотивация не ангештельта (то есть наемного сотрудника) и мне надо это сделать, хоть чучелом, хоть чем еще, сами же бить приедете, если у меня не получится :)

PS: 3 месяца назад я первый раз на этом форуме услышал слово аэрогель, а теперь у меня есть установка, имеющая аэрогельные теплоизоляторы, более того, даже удалось рецепт аэрогеля поменять так, чтобы чужие патенты не нарушать :)
Последний раз редактировалось chemigor Чт дек 28, 2017 9:02 pm, всего редактировалось 1 раз.

chemigor
Сообщения: 262
Зарегистрирован: Вс июн 21, 2015 5:29 pm
Контактная информация:

Re: Ab-initio для предсказания магнитных свойств AlNiCo, BiMn и аналогичных

Сообщение chemigor » Чт дек 28, 2017 8:55 pm

bigM писал(а):
Чт дек 28, 2017 8:29 pm
вы бы фотки выложили, что лопается, где лопается, где аэрогель, как выглядят магниты, где катушки. мы ж не телепаты...
выложу, обязательно, только не в этой теме. Здесь ужасно хотелось бы таки получить правильного пинка (в описании модели) чтоб я потом встроил эту модель в свой софт и смог сам смоделировать и таки понять в каком направлении стоит видоизменить пропорцию Bi-Mn чтобы повысить магнитные свойства. То есть получить максимальную намагниченность и устойчивость к перемагничиванию, то есть просто нужна обычная B-H кривая.

chemigor
Сообщения: 262
Зарегистрирован: Вс июн 21, 2015 5:29 pm
Контактная информация:

Re: Ab-initio для предсказания магнитных свойств AlNiCo, BiMn и аналогичных

Сообщение chemigor » Чт дек 28, 2017 9:04 pm

Гесс, Вы же спец, дайте, пожалуйста, мне правильного пинка, как релятивизм в Хартри-Фоке точнее описывать, чтобы примерно Bi, Mn и схожие элементы описать!

Спасибо!

Аватара пользователя
Shorku
Сообщения: 928
Зарегистрирован: Вт дек 13, 2011 2:17 pm

Re: Ab-initio для предсказания магнитных свойств AlNiCo, BiMn и аналогичных

Сообщение Shorku » Чт дек 28, 2017 9:25 pm

ZORA (по идее довольно просто прикручивается) какая-нибудь, или прикручивать псевдопотенциалы. Ну и DFT тогда уже.
И таки что конкретно Вы редсказывать-то хотите?
Мы не любим успокоительные иллюзии и сказки на ночь.Мы любим газовые атаки и механические марши железных солдат.Однажды,когда после ежедневной предательской работы на этот мир вы ляжете в свои мягкие кроватки,мы пожелаем вам страшной ночи и атомной войны.

chemigor
Сообщения: 262
Зарегистрирован: Вс июн 21, 2015 5:29 pm
Контактная информация:

Re: Ab-initio для предсказания магнитных свойств AlNiCo, BiMn и аналогичных

Сообщение chemigor » Чт дек 28, 2017 10:00 pm

Спасибо Shorku!

Да, видел ZURA, но еще не разбирался, читаю. DFT - есть заимплементировано тоже, но к ней нет правильных форм потенциалов и псевдопотенциалов. Боялся завязнуть в этой эмпирике, поэтому хоть оно и симплементировано, но никогда не пользовал.

Что мне реально надобно... Не стебитесь, пожалуйста, сильно, если я не правильно что-то назову, 20 лет назад этим занимался, терминологию мог подзабыть.

1. надо понять какая модель (в DFT или на уровне функицонального члена для уравнений ХФ) описывает релятивизм, при описании молекул с тяжелыми ядрами,

2. какая модель позволяет предсказывать магнитные свойства, скажите, пожалуйста, правильно ли я понимаю, по электронной конфигурации мы находим оптимум по энергии оптимизируя расположения ядер, а далее на основе расположения ядер считаем (как?) B-H.

То есть с моими численными возможностями, кучей численных решалок я ожидаю за неделю прикрутить к своей решалке правильную модель и пустить перебор по нескольким разумным конфигурациям и убыстрить поиск оптимального варианта для моих магнитов.

Аватара пользователя
Shorku
Сообщения: 928
Зарегистрирован: Вт дек 13, 2011 2:17 pm

Re: Ab-initio для предсказания магнитных свойств AlNiCo, BiMn и аналогичных

Сообщение Shorku » Чт дек 28, 2017 10:10 pm

chemigor писал(а):
Чт дек 28, 2017 10:00 pm
Спасибо Shorku!

Да, видел ZURA, но еще не разбирался, читаю. DFT - есть заимплементировано тоже, но к ней нет правильных форм потенциалов и псевдопотенциалов. Боялся завязнуть в этой эмпирике, поэтому хоть оно и симплементировано, но никогда не пользовал.

Что мне реально надобно... Не стебитесь, пожалуйста, сильно, если я не правильно что-то назову, 20 лет назад этим занимался, терминологию мог подзабыть.

1. надо понять какая модель (в DFT или на уровне функицонального члена для уравнений ХФ) описывает релятивизм, при описании молекул с тяжелыми ядрами,

2. какая модель позволяет предсказывать магнитные свойства, скажите, пожалуйста, правильно ли я понимаю, по электронной конфигурации мы находим оптимум по энергии оптимизируя расположения ядер, а далее на основе расположения ядер считаем (как?) B-H.

То есть с моими численными возможностями, кучей численных решалок я ожидаю за неделю прикрутить к своей решалке правильную модель и пустить перебор по нескольким разумным конфигурациям и убыстрить поиск оптимального варианта для моих магнитов.
1. Просто имхо от неучета корреляции ошибок больше, чем от неучета релятивизма.
2. А магнитные свойства - это что? :mrgreen: Я вот когда пишу про магнитные свойства, обычно имею в виду g-тензор, Вы, очевидно, что-то еще.
3. А почему Вы не хотите использовать чужой код? Очень многое много где много что уже заимплементировано.
Мы не любим успокоительные иллюзии и сказки на ночь.Мы любим газовые атаки и механические марши железных солдат.Однажды,когда после ежедневной предательской работы на этот мир вы ляжете в свои мягкие кроватки,мы пожелаем вам страшной ночи и атомной войны.

chemigor
Сообщения: 262
Зарегистрирован: Вс июн 21, 2015 5:29 pm
Контактная информация:

Re: Ab-initio для предсказания магнитных свойств AlNiCo, BiMn и аналогичных

Сообщение chemigor » Чт дек 28, 2017 10:38 pm

Спасибо большое, Shorku, что помогаете!
Shorku писал(а):
Чт дек 28, 2017 10:10 pm
1. Просто имхо от неучета корреляции ошибок больше, чем от неучета релятивизма.
классно!!!
Shorku писал(а):
Чт дек 28, 2017 10:10 pm
2. А магнитные свойства - это что? :mrgreen: Я вот когда пишу про магнитные свойства, обычно имею в виду g-тензор, Вы, очевидно, что-то еще.
я просто это никогда не вычислял и совсем не в теме. Мне надо понять, как из аб-инитио модели получать (предсказывать) B-H зависимость. Вдруг знаете, где понятно это написано, поделитесь, пожалуйста ссылкой! Если это голосом просто объясняется, но писать долго, то могу Вас набрать.
Shorku писал(а):
Чт дек 28, 2017 10:10 pm
3. А почему Вы не хотите использовать чужой код? Очень многое много где много что уже заимплементировано.
тут несколько проблем: чужой код не пользовал (игры с гамессом в 1993-1996 годах не считаю серьезным опытом), буду долго в чужом коде разбираться. Потом комп - это наш специализированный суперкомпьютер, у меня на него прикручены все наши численные библиотеки, и мой софт там запускается с очень хорошей производительностью. Чужой софт может на раз не запуститься (система с общей 24ТБ памятью, 64 узла с пиковой 20 с хвостиком терафлопсов на АМДшных картах). То есть имея хороший опыт численного моделирования, понимаю, что именно в данном случае будет быстрее запустить свое, чем разобраться с чужим.

Прекрасно понимаю, что свое будет проигрывать по модели, базис на конечных элементах тоже не ахти, но в данном случае должен хорошо схватить физику, но мне надо быстро решить задачу и все.

Просить кого-то промоделировать - будет как сказал Гесс - месяца три только на раздумья.

Аватара пользователя
Гесс
Сообщения: 10819
Зарегистрирован: Ср фев 15, 2012 11:19 pm

Re: Ab-initio для предсказания магнитных свойств AlNiCo, BiMn и аналогичных

Сообщение Гесс » Чт дек 28, 2017 11:05 pm

B-H curve dft - запрос в гугл дает осмысленные результаты уже на первой странице. Сам я в этом не разбираюсь но думаю что магнитные свойства компактной фазы следует считать в периодике, а о периодическом abinitio я ничего хорошего не слышал. Поэтому имхо дфт.

chemigor
Сообщения: 262
Зарегистрирован: Вс июн 21, 2015 5:29 pm
Контактная информация:

Re: Ab-initio для предсказания магнитных свойств AlNiCo, BiMn и аналогичных

Сообщение chemigor » Чт дек 28, 2017 11:21 pm

Спасибо, Гесс!

"помедленнее, я записываю" ©
Гесс писал(а):
Чт дек 28, 2017 11:05 pm
B-H curve dft - запрос в гугл дает осмысленные результаты уже на первой странице.
спасибо! Точно, читаю, до такой комбинации, сам, по глупости, не додумался.
Гесс писал(а):
Чт дек 28, 2017 11:05 pm
Сам я в этом не разбираюсь но думаю что магнитные свойства компактной фазы следует считать в периодике, а о периодическом abinitio я ничего хорошего не слышал.
Вопрос. Скажите, пожалуйста, что Вы имеете ввиду под словом периодика? Периодические граничные условия? Если так, то мне как раз везет, так как у меня конечные элементы вместо гауссовых функций в качестве базиса, а периодические граничные условия повышают сходимость метода :) Я в свое время даже циклопропаны в газовой фазе на периодических условиях считал полагая много пустого места по краям... Сетка тензорная, то есть может сгущаться куда надо. Эх давно это было...
Гесс писал(а):
Чт дек 28, 2017 11:05 pm
Поэтому имхо дфт.
скажите, пожалуйста, правильно ли я понимаю, что качество решения будет зависеть только от того, на сколько хорошо до меня формулы для конкретных DFT псевдопотенциалов кто-то затабулировал?

Аватара пользователя
Гесс
Сообщения: 10819
Зарегистрирован: Ср фев 15, 2012 11:19 pm

Re: Ab-initio для предсказания магнитных свойств AlNiCo, BiMn и аналогичных

Сообщение Гесс » Пт дек 29, 2017 12:15 am

Да, я имею в виду периодические граничные условия. Тензорная сетка - это как то перекликается с вейвлетами Добеши? (вообще не касается конкретной проблемы но просто интересно как вы решили проблему базисов).

Вы задаете вопросы на которые я наверное должен знать ответ в виду того места где я счас работаю, но к сожалению не знаю.
Насколько мне известно в большинство периодических кодов заимплементированы только LDA и GGA функционалы (first and second rungs of DFT Jakobs ladder), причем подавляющее большинство того что я вижу посчитанного в периодике это LDA и PBE. Я знаю что ими считают компактные металлы, причем на уровне функционала для релятивизма ничего не делается. В непериодических расчетах с использованием гауссовых или слейтеровых базисов (атомцентрированных), релятивизм можно лечить на уровне псевдопотенциала описывающего внутренние орбитали. Как эту проблему решают периодические коды с плосковолновыми базисами (в частности VASP) я пока не вдавался. Но при том что народ нормально считает компактное золото и это не требует танцев с бубном - это явно решенная проблема.

chemigor
Сообщения: 262
Зарегистрирован: Вс июн 21, 2015 5:29 pm
Контактная информация:

Re: Ab-initio для предсказания магнитных свойств AlNiCo, BiMn и аналогичных

Сообщение chemigor » Пт дек 29, 2017 3:02 am

Гесс писал(а):
Пт дек 29, 2017 12:15 am
Да, я имею в виду периодические граничные условия.
классно, спасибо!
Гесс писал(а):
Пт дек 29, 2017 12:15 am
Тензорная сетка - это как то перекликается с вейвлетами Добеши? (вообще не касается конкретной проблемы но просто интересно как вы решили проблему базисов).
в моем случае - это любой "простой" базис с функциями не центрированными на ядрах, а вейвлеты - один из частных случаев. Если этих функций достаточно много, то они хорошо опишут искомую функцию. Понятно надо много таких функций, обычно сотню тысяч на атом, чтобы начать что-то многоэлектронное описывать.

Ключевой идеей у меня была хорошая численная сходимость метода. То есть всегда есть точное понимание, какую точность по пространству и по энергии достиг. Если применять правильные численные алгоритмы, то решать с самосогласованием (не DFT, а с учетом электрон-электрон) можно достаточно быстро. В 1999 по скорости я слегка обгонял гамесс на напряженных циклах. Под рукой тогда не было хороших примеров с кристаллической решеткой, на них разница должна была быть больше.
Гесс писал(а):
Пт дек 29, 2017 12:15 am
Насколько мне известно в большинство периодических кодов заимплементированы только LDA и GGA функционалы (first and second rungs of DFT Jakobs ladder), причем подавляющее большинство того что я вижу посчитанного в периодике это LDA и PBE. Я знаю что ими считают компактные металлы, причем на уровне функционала для релятивизма ничего не делается.
классно, Вы поделились важными ключевыми словами, по которым гуглится много интересного, пошел разбираться. Спасибо!

kbob
Сообщения: 662
Зарегистрирован: Сб окт 17, 2009 9:48 am

Re: Ab-initio для предсказания магнитных свойств AlNiCo, BiMn и аналогичных

Сообщение kbob » Пт дек 29, 2017 5:59 pm

В твердых телах вместо DFT рекомендуют использовать GW - http://www.tddft.org/bmg/files/seminarios/127407.pdf
Для ширины запрещенной зоны дает очень неплохие результаты.

Метод реализован в программе abinit https://www.abinit.org/sites/default/fi ... levano.pdf
If you are not part of the solution, you are part of the precipitate.

endlesslake
Сообщения: 150
Зарегистрирован: Чт авг 09, 2012 9:13 pm

Re: Ab-initio для предсказания магнитных свойств AlNiCo, BiMn и аналогичных

Сообщение endlesslake » Вс дек 31, 2017 5:20 pm

возможно вот это еще будет интересно посмотреть http://inac.cea.fr/L_Sim/Publications/2 ... rotwin.pdf

chemigor
Сообщения: 262
Зарегистрирован: Вс июн 21, 2015 5:29 pm
Контактная информация:

Re: Ab-initio для предсказания магнитных свойств AlNiCo, BiMn и аналогичных

Сообщение chemigor » Пн янв 15, 2018 6:09 pm

Во-первых, всем огромное спасибо, что советовали!!!

Прикрутил к своему решателю GW аппроксимацию, надеюсь, что правильно понял и заимплементировал.

Проблема осталась, понимаю, что нет достаточно базы, и, возможно, одна правильная фраза поможет таки решить мою задачу.

Поправьте, пожалуйста, правильно ли я двигаюсь:

берем достаточно большой кластер, в который помещаю домен из CoFe2 и остальных составляющих атомов вокруг (Al, Ni, Cu).

Считаем на периодической решетке все собственные функции всех электронов, двигаем Ньютоном (в моем случае BFGSом) местоположения ядер, чтобы суммарная энергия уменьшилась.

Теперь самое интересное, где я и не понимаю...

[1]. Надо как-то из учета спинов электронов вытащить g-тензор,
[2]. а из g-тензора вытащить B-H

Вопросы, скажите, пожалуйста,

* правильно ли в общем я мыслю,
* как, какой математической формулой или на какое слово эта математическая формула (а на ля-ля-ля) гуглится, чтобы получить именно формулы [1] и [2]?
* учитывают ли спины ядер, для расчета B-H или достаточно только спинов электронов?
* минимизируют ли общую энергию с учетом спинов, или вначале энергию, а потом по ним спины с g-тензоры?

Спасибо!!!

Ответить

Вернуться в «физическая химия / physical chemistry»

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и 2 гостя