LDMATRIX

LDMATRIX

逻辑值

.FALSE.

控制是否计算零场分裂 (Zero-Field Splitting, ZFS) 张量（D 矩阵）。

核心功能

计算由高自旋态中未配对电子间的自旋-自旋相互作用引起的零场分裂效应。该矩阵是电子自旋共振（ESR）实验中的关键观测量，可用于研究缺陷中心的局部电子环境。

物理意义

ZFS 矩阵（D 矩阵）描述了即使在无外部磁场的情况下，由于分子/固体内在的磁各向异性导致的自旋能级分裂。

计算方法

采用 Rayson 和 Briddon (2008) 的 formalism，利用倒易空间方法在周期性DFT框架内高效评估自旋-自旋相互作用，避免了昂贵的六维实空间积分。

输出内容

计算结果以 MHz 为单位输出到标准输出（stdout），包括完整的 ZFS 张量及其对角化后的主值（D_diag）和对应特征向量。

必需设置

ISPIN = 2 （必须进行自旋极化计算）。

兼容性

不能与非共线磁性计算（LNONCOLLINEAR = .TRUE.或 LSORBIT = .TRUE.）同时使用。

对称性警告

计算时会自动设置 LHFCALC = .TRUE.且默认对称性为 ISYM = 3。不得与 ISYM = 1或 ISYM = 2同时使用。

赝势选择

非常重要：ZFS 张量值对所用的 PAW 赝势非常敏感。必须确保产生磁矩的电子态被包含在价电子中（通常需要“硬”赝势或价电子更多的赝势）。

高自旋态

可使用 NUPDOWN 标签来确保获得正确的高自旋态。

自旋污染修正

对于低自旋态（S=1/2），默认VASP代码不包含自旋污染修正。如需此功能，需手动修改源代码（参见VASP论坛讨论）。

1. 标准SCF计算

先进行标准的自旋极化计算（ISPIN=2）并收敛，获得稳定的基态电子结构。

2. 启用ZFS计算

在 INCAR中设置 LDMATRIX = .TRUE.。

3. (关键) 检查赝势

确保使用合适的 PAW 赝势（通常需要较大的赝势，将相关磁性轨道设为价电子）。

4. (可选) 固定自旋

使用 NUPDOWN固定电子占据以获得目标高自旋态。

5. 运行计算

提交任务。计算量会比标准DFT稍大。

6. 分析结果

在 stdout 或 OUTCAR 中搜索 Spin-spin contribution to zero-field splitting tensor 部分，读取以 MHz 为单位的对角化主值 D_diag。