声子计算出现虚频

声子色散结构不仅影响材料的晶格热导率，而且通常在文献中多用于检测一种晶格结构是否稳定的重要标准。可是，在针对某一种晶格计算声子时，通常会出现一些虚频，这里总结一些计算中的经验：

声子色散的计算主要有两种方式，一种是采用DFPT的微扰方法，以平面波基组的第一性程序QE为代表可以实现计算，本质是在倒空间计算出力常数，然后通过傅里叶变化，得到实空间的2阶力常数IFC，然后求解动力学方程。另一种方式是采用扩胞或超胞的计算方法，可以通过phonopy，结合一个力计算的程序如第一性原理计算程序或者分子静力学软件GULP，以及人工神经网络势能等即可实现，直接得到实空间下的2阶力常数。

在超胞计算方法中，如果一个晶格有文献报道是稳定的，则计算中虚频主要表现在声学支，对于二维材料，最容易出现的就是gamma点附近声学支的虚频，这里可以区分几种不同的虚频方式：

1.声学支二维材料ZA支靠近布里渊区gamma点虚频：

这一般是原胞晶格常数优化不到位造成的，验证方法可通过施加应变消除，如部分二维材料。

2.其余高对称点出现虚频，原因在于晶胞内原子坐标优化不到位，存在受力。特别是用QE采用DFPT方法，或者用phonopy超胞计算，对原始结构的原子坐标哟求非常严格，需要高精度下优化原子坐标。但是，如果使用alamode的拟合方式来计算2阶力常数，则可以放松原子坐标的优化，甚至使用MD的数据来拟合各阶力常数。

3.声学支靠近gamma处出现下沉包

这是来源于ASR造成，也是因为晶胞中原子间作用力衰减距离较长，需要超胞的尺寸大于2倍的此瞬间距离，因此在超胞计算中可以加大扩胞倍数，如二维材料441出现，一般加大超胞，到661,771等，一般都会消失，对于QE的DFPT方法，则可以增大Q点数目。

4.CP2K计算出现虚频

CP2K实空间计算超胞速度非常快，但是对于周期体系，优化原子坐标必须使用超胞，所以对于原胞的优化最好还是用QE等平面波软件优化坐标，CP2K在优化好后的坐标上计算，可能由于基组等差异，或存在残存的力，这时候可以基于超胞优化，一般原子位移差在0.03ang左右。但是也可以用alamode拟合的方式计算2阶力常数，则初始结构影响较小。但是CP2K在扩胞的过程中，声学支的虚频会逐渐改善，但是对于一些体系会出现一些反常的声子结构，如有些方向会有波浪的软化，这个可能来源于CP2K本身计算的误差问题 ，解决方法可以是用大超胞计算2阶力常数，在alamode拟合中对2阶力常数施加一个小倍数的截断，这样声学支会无虚频，整个色散结构也会和QE等结果接近。