electric SCF congergence problem on slab model

[okuno]

Dear Vasp users and developmers.

I'm now trying to calculate the [111] surface of LiMn2O4 (antiferromagnetic material with small gap ),

but I had met the difficulties of the convergences, like,



DAV: 1 -0.142282213736E+04 -0.14228E+04 -0.12870E-05 8704 0.571E-03 0.165E+02
DAV: 2 -0.118555886844E+04 0.23726E+03 -0.51438E+02 16832 0.474E+01 0.161E+02
DAV: 3 -0.117205623356E+04 0.13503E+02 -0.78110E+02 17696 0.401E+01 0.152E+02
DAV: 4 -0.108593967834E+04 0.86117E+02 -0.25994E+02 17856 0.417E+01 0.156E+02
DAV: 5 -0.105229310606E+04 0.33647E+02 -0.19829E+02 18752 0.247E+01 0.115E+02
DAV: 6 -0.105703376537E+04 -0.47407E+01 -0.92962E+01 18176 0.162E+01 0.137E+02
DAV: 7 -0.107869109955E+04 -0.21657E+02 -0.54643E+01 18208 0.610E+00 0.181E+02
DAV: 8 -0.111226417763E+04 -0.33573E+02 -0.63115E+01 16800 0.949E+00 0.211E+02
DAV: 9 -0.112008512990E+04 -0.78210E+01 -0.69438E+00 15904 0.456E+00 0.216E+02
DAV: 10 -0.111771343360E+04 0.23717E+01 -0.96899E+00 14816 0.512E+00 0.221E+02
DAV: 11 -0.112014768988E+04 -0.24343E+01 -0.56393E+00 15680 0.231E+00 0.225E+02
DAV: 12 -0.112665005898E+04 -0.65024E+01 -0.42554E+00 16128 0.572E+00 0.226E+02
DAV: 13 -0.111685780638E+04 0.97923E+01 -0.82353E+00 16576 0.373E+00 0.213E+02
DAV: 14 -0.107100423912E+04 0.45854E+02 -0.50338E+01 16832 0.150E+01 0.184E+02
DAV: 15 -0.105860095800E+04 0.12403E+02 -0.66122E+01 17376 0.120E+01 0.151E+02
DAV: 16 -0.106688625130E+04 -0.82853E+01 -0.35331E+01 16896 0.656E+00 0.146E+02
DAV: 17 -0.107176665001E+04 -0.48804E+01 -0.73419E+00 16160 0.362E+00 0.154E+02
DAV: 18 -0.107205455981E+04 -0.28791E+00 -0.29027E+00 14912 0.366E+00 0.159E+02
DAV: 19 -0.106948967669E+04 0.25649E+01 -0.15144E+00 16128 0.396E+00 0.154E+02
DAV: 20 -0.107220730494E+04 -0.27176E+01 -0.62453E+01 16992 0.153E+01 0.123E+02
DAV: 21 -0.108563253388E+04 -0.13425E+02 -0.34023E+01 17728 0.121E+01 0.111E+02
..................................................................................................................




Our calculation procedure is as follow,

We prepare the INCAR file with ICHARG=12 and restart with this wavecar file.
Also, the usual calculation (not restart from ICHARG=12) did not converge.

How to converge the SCF calculation in such a slab model ?

If I can get suggestion, I would be glad.

Sincerely,

My INCAR and POSCAR file is as follow.

first INCAR file with ICHARG=12
...............................
SYSTEM=LiMn2O4

ENCUT=550.0
PREC=High
ISMEAR=0
SIGMA=0.1
ISPIN=2
ICHARG=12
VOSKOWN=1
EDIFF=1e-5
ALGO=N


MAGMOM=24*0. 24*3.0 24*-3.0 96*0.

NELM=100
NELMIN=5


AMIX=0.01
BMIX=0.00001
AMIX_MAG=0.01
BMIX_MAG=0.00001

NELMIN=8


LDAU=.TRUE.
LDAUL= -1 2 -1
LDAUU= 0.0 5.0 0.0
LDAUJ= 0.0 1.0 0.0
LDAUTYPE = 2
...................................


and the second step we restart from the 1st step calculation
----------------------------------------------------------------------------------
SYSTEM=LiMn2O4

ENCUT=550.0
PREC=High
ISMEAR=0
SIGMA=0.1
ISPIN=2
ICHARG=2
VOSKOWN=1
EDIFF=1e-5
ALGO=N


MAGMOM=24*0. 24*3.0 24*-3.0 96*0.

NELM=100
NELMIN=5


AMIX=0.1
BMIX=0.01
AMIX_MAG=0.1
BMIX_MAG=0.01

NELMIN=8


LDAU=.TRUE.
LDAUL= -1 2 -1
LDAUU= 0.0 5.0 0.0
LDAUJ= 0.0 1.0 0.0
LDAUTYPE = 2
LDAUPRINT = 2

LWAVE=.TRUE.
LREAL=Auto
--------------------------------------------------------

and my POSCAR file is as follow (the species order is Li, Mn and O),
this is [111] LiMn2O4 surface with vacuum 8.0 A

--------------------------------------------------------------
SYSTEM_NAME
1.000000000000
11.668676103140 0.000000000000 0.000000000000
5.834338051570 10.105369933852 0.000000000000
0.000000000000 0.000000000000 22.291151213251
24 48 96 #Li Mn O
Direct
0.500000000005 0.499999999997 0.080139149594
0.666666666697 0.666666666703 0.293843548484
0.833333333297 0.833333333299 0.507547947437
0.500000000003 0.000000000000 0.080139149594
0.666666666699 0.166666666695 0.293843548484
0.833333333303 0.333333333302 0.507547947437
0.000000000003 0.499999999997 0.080139149594
0.166666666703 0.666666666703 0.293843548484
0.333333333303 0.833333333299 0.507547947437
0.000000000000 0.000000000000 0.080139149594
0.166666666705 0.166666666695 0.293843548484
0.333333333300 0.333333333302 0.507547947437
0.333333333300 0.333333333302 0.347269648254
0.500000000005 0.499999999997 0.560974047144
0.666666666697 0.666666666703 0.133565249301
0.333333333303 0.833333333299 0.347269648254
0.500000000003 0.000000000000 0.560974047144
0.666666666699 0.166666666695 0.133565249301
0.833333333303 0.333333333302 0.347269648254
0.000000000003 0.499999999997 0.560974047144
0.166666666703 0.666666666703 0.133565249301
0.833333333297 0.833333333299 0.347269648254
0.000000000000 0.000000000000 0.560974047144
0.166666666705 0.166666666695 0.133565249301
0.333333333304 0.583333333296 0.427408797843
0.499999999995 0.750000000001 0.641113196738
0.666666666700 0.916666666697 0.213704398890
0.333333333301 0.083333333298 0.427408797843
0.500000000001 0.250000000004 0.641113196738
0.666666666698 0.416666666699 0.213704398890
0.833333333298 0.583333333296 0.427408797843
0.166666666698 0.916666666697 0.213704398890
0.833333333304 0.083333333298 0.427408797843
0.166666666704 0.416666666699 0.213704398890
0.583333333301 0.333333333302 0.427408797843
0.749999999998 0.499999999997 0.641113196738
0.916666666698 0.666666666703 0.213704398890
0.583333333304 0.833333333299 0.427408797843
0.916666666700 0.166666666695 0.213704398890
0.083333333299 0.333333333302 0.427408797843
0.250000000004 0.499999999997 0.641113196738
0.416666666695 0.666666666703 0.213704398890
0.083333333301 0.833333333299 0.427408797843
0.416666666706 0.166666666695 0.213704398890
0.499999999995 0.750000000001 0.000000000000
0.500000000001 0.250000000004 0.000000000000
0.749999999998 0.499999999997 0.000000000000
0.250000000004 0.499999999997 0.000000000000
0.500000000005 0.499999999997 0.320556598367
0.666666666697 0.666666666703 0.534260997257
0.833333333297 0.833333333299 0.106852199477
0.500000000003 0.000000000000 0.320556598367
0.666666666699 0.166666666695 0.534260997257
0.833333333303 0.333333333302 0.106852199477
0.000000000003 0.499999999997 0.320556598367
0.166666666703 0.666666666703 0.534260997257
0.333333333303 0.833333333299 0.106852199477
0.000000000000 0.000000000000 0.320556598367
0.166666666705 0.166666666695 0.534260997257
0.333333333300 0.333333333302 0.106852199477
0.583333333305 0.583333333296 0.427408797843
0.916666666702 0.916666666697 0.213704398890
0.583333333303 0.083333333298 0.427408797843
0.916666666699 0.416666666699 0.213704398890
0.083333333303 0.583333333296 0.427408797843
0.416666666699 0.916666666697 0.213704398890
0.083333333300 0.083333333298 0.427408797843
0.416666666696 0.416666666699 0.213704398890
0.250000000000 0.250000000004 0.641113196738
0.749999999997 0.750000000001 0.641113196738
0.250000000000 0.250000000004 0.000000000000
0.749999999997 0.750000000001 0.000000000000
0.500000000005 0.499999999997 0.168484548100
0.666666666697 0.666666666703 0.382188946991
0.833333333297 0.833333333299 0.595893345948
0.500000000003 0.000000000000 0.168484548100
0.666666666699 0.166666666695 0.382188946991
0.833333333303 0.333333333302 0.595893345948
0.000000000003 0.499999999997 0.168484548100
0.166666666703 0.666666666703 0.382188946991
0.333333333303 0.833333333299 0.595893345948
0.000000000000 0.000000000000 0.168484548100
0.166666666705 0.166666666695 0.382188946991
0.333333333300 0.333333333302 0.595893345948
0.683733333303 0.408133333297 0.050690683442
0.850400000003 0.574800000002 0.264395082332
0.017066666703 0.741466666698 0.478099481227
0.683733333301 0.908133333304 0.050690683442
0.850400000000 0.074800000005 0.264395082332
0.017066666700 0.241466666700 0.478099481227
0.183733333300 0.408133333297 0.050690683442
0.350400000000 0.574800000002 0.264395082332
0.517066666705 0.741466666698 0.478099481227
0.183733333298 -0.091866666701 0.050690683442
0.350399999998 0.074800000005 0.264395082332
0.517066666703 0.241466666700 0.478099481227
0.408133333303 0.683733333300 0.050690683442
0.574799999999 0.850399999995 0.264395082332
0.741466666699 1.017066666701 0.478099481227
0.408133333300 0.183733333302 0.050690683442
0.574800000005 0.350399999998 0.264395082332
0.741466666696 0.517066666703 0.478099481227
0.908133333297 0.683733333300 0.050690683442
0.074800000005 0.850399999995 0.264395082332
0.241466666696 1.017066666701 0.478099481227
0.908133333303 0.183733333302 0.050690683442
0.074800000002 0.350399999998 0.264395082332
0.241466666702 0.517066666703 0.478099481227
0.408133333305 0.408133333297 0.050690683442
0.574799999997 0.574800000002 0.264395082332
0.741466666701 0.741466666698 0.478099481227
0.408133333294 0.908133333304 0.050690683442
0.574799999994 0.074800000005 0.264395082332
0.741466666699 0.241466666700 0.478099481227
0.908133333299 0.408133333297 0.050690683442
0.074800000003 0.574800000002 0.264395082332
0.241466666699 0.741466666698 0.478099481227
0.908133333297 0.908133333304 0.050690683442
0.074800000000 0.074800000005 0.264395082332
0.241466666696 0.241466666700 0.478099481227
0.758533333300 0.758533333305 0.163013715511
0.925199999997 0.925200000000 0.376718114402
0.091866666700 0.091866666701 0.590422513292
0.758533333303 0.258533333297 0.163013715511
0.925200000003 0.425200000003 0.376718114402
0.091866666703 0.591866666698 0.590422513292
0.258533333298 0.758533333305 0.163013715511
0.425200000003 0.925200000000 0.376718114402
0.591866666703 0.091866666701 0.590422513292
0.258533333300 0.258533333297 0.163013715511
0.425200000000 0.425200000003 0.376718114402
0.591866666705 0.591866666698 0.590422513292
0.500000000005 0.499999999997 0.472628648633
0.666666666697 0.666666666703 0.045219850790
0.833333333297 0.833333333299 0.258924249743
0.500000000003 0.000000000000 0.472628648633
0.666666666699 0.166666666695 0.045219850790
0.833333333303 0.333333333302 0.258924249743
0.000000000003 0.499999999997 0.472628648633
0.166666666703 0.666666666703 0.045219850790
0.333333333303 0.833333333299 0.258924249743
0.000000000000 0.000000000000 0.472628648633
0.166666666705 0.166666666695 0.045219850790
0.333333333300 0.333333333302 0.258924249743
0.758533333297 0.982933333299 0.163013715511
0.925199999997 0.149600000000 0.376718114402
0.091866666705 0.316266666695 0.590422513292
0.758533333303 0.482933333302 0.163013715511
0.925199999999 0.649599999997 0.376718114402
0.091866666703 0.816266666702 0.590422513292
0.258533333303 0.982933333299 0.163013715511
0.425200000003 0.149600000000 0.376718114402
0.591866666699 0.316266666695 0.590422513292
0.258533333300 0.482933333302 0.163013715511
0.425200000005 0.649599999997 0.376718114402
0.591866666697 0.816266666702 0.590422513292
0.982933333297 0.758533333305 0.163013715511
0.149599999996 0.925200000000 0.376718114402
0.316266666696 0.091866666701 0.590422513292
0.982933333299 0.258533333297 0.163013715511
0.149600000002 0.425200000003 0.376718114402
0.316266666699 0.591866666698 0.590422513292
0.482933333294 0.758533333305 0.163013715511
0.649599999999 0.925200000000 0.376718114402
0.816266666699 0.091866666701 0.590422513292
0.482933333305 0.258533333297 0.163013715511
0.649599999996 0.425200000003 0.376718114402
0.816266666701 0.591866666698 0.590422513292
----------------------------------------------------------------------

[alex]

Hi,

increase NELM to 200 or 500 for starters, omit ICHARG and all the mixing parameters and see what happens.
It makes no sense to use a crappy wavefuntion file. And the mixing could be changed after you see what happens in the original setting.

Start simple first.

Hth,

alex

[zzhlax]

Maybe the geometry of your starting slab isn't reasonable. So, you can let it relax first.

[Yue-Wen Fang]

Dear okuno,

I think you should take dipole correction into consideration regarding slab calculations. Based on my experience, it sometimes seriously influence the convergence. To reduce time, you can decrease the cut off energy to test whether it could work for you.