Regarding Tc of MgB2

[skumarsingh]

Dear EPW users,

I calculated successfully the Tc of example MgB2 but I was wondering about the Tc of MgB2 which is completely different in EPW calculations. However, the Tc of MgB2 has been reported 39K (Phys. Rev. B 66, 020513(R)). Below are details of Tc with normal k/q qrid and dense grid:

For dense grid:

The part of epw.in:

nk1 = 6
nk2 = 6
nk3 = 6

nq1 = 6
nq2 = 6
nq3 = 6

mp_mesh_k = .true.
nkf1 = 60
nkf2 = 60
nkf3 = 60

nqf1 = 30
nqf2 = 30
nqf3 = 30


Electron-phonon coupling strength = 0.7986052

Estimated Allen-Dynes Tc = 18.5715104 K for muc = 0.16000

Estimated BCS superconducting gap = 0.0028167 eV


and for normal grid:

nk1 = 6
nk2 = 6
nk3 = 6

nq1 = 6
nq2 = 6
nq3 = 6

mp_mesh_k = .true.
nkf1 = 20
nkf2 = 20
nkf3 = 20

nqf1 = 20
nqf2 = 20
nqf3 = 20

Electron-phonon coupling strength = 0.8101161

Estimated Allen-Dynes Tc = 19.5504971 K for muc = 0.16000

Estimated BCS superconducting gap = 0.0029651 eV

I know that the Tc also depends on muc value but I used the same, given in example. Any comments and suggestion are welcome about different values of Tc.

regards

Sandeep

[roxana]

Hi Sandeep,

Are you using the same NC pseudopotentials as provided in the EPW example?

Best,
Roxana

[skumarsingh]

Dear Roxana,

Yes I am using same pseudopotentials (B.pz-vbc.UPF, Mg.pz-n-vbc.UPF) as provided in the EPW example.

Thanks and regards

Sandeep

[roxana]

Hi,

Can you please provide all your input files (scf, nscf, and epw)? What is the code version that you are using?

Thanks,
Roxana

[skumarsingh]

Dear Roxana,

Please find below the input file for scf, nscf and epw:
&control
calculation='scf',
prefix='MgB2',
pseudo_dir = '../pp/',
outdir='./',
verbosity = 'high',
tprnfor = .true.,
tstress = .true.,
etot_conv_thr = 1.0d-5
forc_conv_thr = 1.0d-4
/
&system
ibrav = 4,
celldm(1) = 5.8260252227888,
celldm(3) = 1.1420694129095,
nat= 3,
ntyp = 2,
ecutwfc = 60
smearing = 'mp'
occupations = 'smearing'
degauss = 0.02
/
&electrons
diagonalization = 'david'
mixing_mode = 'plain'
mixing_beta = 0.7
conv_thr = 1.0d-9
/
ATOMIC_SPECIES
Mg 24.305 Mg.pz-n-vbc.UPF
B 10.811 B.pz-vbc.UPF
ATOMIC_POSITIONS crystal
Mg 0.000000000 0.000000000 0.000000000
B 0.333333333 0.666666667 0.500000000
B 0.666666667 0.333333333 0.500000000
K_POINTS AUTOMATIC
12 12 12 0 0 0

nscf.in:

&control
calculation='nscf',
prefix='MgB2',
pseudo_dir = '../pp/',
outdir='./',
verbosity = 'high',
tprnfor = .true.,
tstress = .true.,
etot_conv_thr = 1.0d-5
forc_conv_thr = 1.0d-4
/
&system
ibrav = 4,
celldm(1) = 5.8260252227888,
celldm(3) = 1.1420694129095,
nat= 3,
ntyp = 2,
ecutwfc = 60
smearing = 'mp'
occupations = 'smearing'
degauss = 0.02
/
&electrons
diagonalization = 'david'
mixing_mode = 'plain'
mixing_beta = 0.7
conv_thr = 1.0d-9
/
ATOMIC_SPECIES
Mg 24.305 Mg.pz-n-vbc.UPF
B 10.811 B.pz-vbc.UPF
ATOMIC_POSITIONS crystal
Mg 0.000000000 0.000000000 0.000000000
B 0.333333333 0.666666667 0.500000000
B 0.666666667 0.333333333 0.500000000
K_POINTS crystal
216
0.00000000 0.00000000 0.00000000 4.629630e-03
0.00000000 0.00000000 0.16666667 4.629630e-03
0.00000000 0.00000000 0.33333333 4.629630e-03
0.00000000 0.00000000 0.50000000 4.629630e-03
0.00000000 0.00000000 0.66666667 4.629630e-03
0.00000000 0.00000000 0.83333333 4.629630e-03
0.00000000 0.16666667 0.00000000 4.629630e-03
0.00000000 0.16666667 0.16666667 4.629630e-03
0.00000000 0.16666667 0.33333333 4.629630e-03
0.00000000 0.16666667 0.50000000 4.629630e-03
0.00000000 0.16666667 0.66666667 4.629630e-03
0.00000000 0.16666667 0.83333333 4.629630e-03
0.00000000 0.33333333 0.00000000 4.629630e-03
0.00000000 0.33333333 0.16666667 4.629630e-03
0.00000000 0.33333333 0.33333333 4.629630e-03
0.00000000 0.33333333 0.50000000 4.629630e-03
0.00000000 0.33333333 0.66666667 4.629630e-03
0.00000000 0.33333333 0.83333333 4.629630e-03
0.00000000 0.50000000 0.00000000 4.629630e-03
0.00000000 0.50000000 0.16666667 4.629630e-03
0.00000000 0.50000000 0.33333333 4.629630e-03
0.00000000 0.50000000 0.50000000 4.629630e-03
0.00000000 0.50000000 0.66666667 4.629630e-03
0.00000000 0.50000000 0.83333333 4.629630e-03
0.00000000 0.66666667 0.00000000 4.629630e-03
0.00000000 0.66666667 0.16666667 4.629630e-03
0.00000000 0.66666667 0.33333333 4.629630e-03
0.00000000 0.66666667 0.50000000 4.629630e-03
0.00000000 0.66666667 0.66666667 4.629630e-03
0.00000000 0.66666667 0.83333333 4.629630e-03
0.00000000 0.83333333 0.00000000 4.629630e-03
0.00000000 0.83333333 0.16666667 4.629630e-03
0.00000000 0.83333333 0.33333333 4.629630e-03
0.00000000 0.83333333 0.50000000 4.629630e-03
0.00000000 0.83333333 0.66666667 4.629630e-03
0.00000000 0.83333333 0.83333333 4.629630e-03
0.16666667 0.00000000 0.00000000 4.629630e-03
0.16666667 0.00000000 0.16666667 4.629630e-03
0.16666667 0.00000000 0.33333333 4.629630e-03
0.16666667 0.00000000 0.50000000 4.629630e-03
0.16666667 0.00000000 0.66666667 4.629630e-03
0.16666667 0.00000000 0.83333333 4.629630e-03
0.16666667 0.16666667 0.00000000 4.629630e-03
0.16666667 0.16666667 0.16666667 4.629630e-03
0.16666667 0.16666667 0.33333333 4.629630e-03
0.16666667 0.16666667 0.50000000 4.629630e-03
0.16666667 0.16666667 0.66666667 4.629630e-03
0.16666667 0.16666667 0.83333333 4.629630e-03
0.16666667 0.33333333 0.00000000 4.629630e-03
0.16666667 0.33333333 0.16666667 4.629630e-03
0.16666667 0.33333333 0.33333333 4.629630e-03
0.16666667 0.33333333 0.50000000 4.629630e-03
0.16666667 0.33333333 0.66666667 4.629630e-03
0.16666667 0.33333333 0.83333333 4.629630e-03
0.16666667 0.50000000 0.00000000 4.629630e-03
0.16666667 0.50000000 0.16666667 4.629630e-03
0.16666667 0.50000000 0.33333333 4.629630e-03
0.16666667 0.50000000 0.50000000 4.629630e-03
0.16666667 0.50000000 0.66666667 4.629630e-03
0.16666667 0.50000000 0.83333333 4.629630e-03
0.16666667 0.66666667 0.00000000 4.629630e-03
0.16666667 0.66666667 0.16666667 4.629630e-03
0.16666667 0.66666667 0.33333333 4.629630e-03
0.16666667 0.66666667 0.50000000 4.629630e-03
0.16666667 0.66666667 0.66666667 4.629630e-03
0.16666667 0.66666667 0.83333333 4.629630e-03
0.16666667 0.83333333 0.00000000 4.629630e-03
0.16666667 0.83333333 0.16666667 4.629630e-03
0.16666667 0.83333333 0.33333333 4.629630e-03
0.16666667 0.83333333 0.50000000 4.629630e-03
0.16666667 0.83333333 0.66666667 4.629630e-03
0.16666667 0.83333333 0.83333333 4.629630e-03
0.33333333 0.00000000 0.00000000 4.629630e-03
0.33333333 0.00000000 0.16666667 4.629630e-03
0.33333333 0.00000000 0.33333333 4.629630e-03
0.33333333 0.00000000 0.50000000 4.629630e-03
0.33333333 0.00000000 0.66666667 4.629630e-03
0.33333333 0.00000000 0.83333333 4.629630e-03
0.33333333 0.16666667 0.00000000 4.629630e-03
0.33333333 0.16666667 0.16666667 4.629630e-03
0.33333333 0.16666667 0.33333333 4.629630e-03
0.33333333 0.16666667 0.50000000 4.629630e-03
0.33333333 0.16666667 0.66666667 4.629630e-03
0.33333333 0.16666667 0.83333333 4.629630e-03
0.33333333 0.33333333 0.00000000 4.629630e-03
0.33333333 0.33333333 0.16666667 4.629630e-03
0.33333333 0.33333333 0.33333333 4.629630e-03
0.33333333 0.33333333 0.50000000 4.629630e-03
0.33333333 0.33333333 0.66666667 4.629630e-03
0.33333333 0.33333333 0.83333333 4.629630e-03
0.33333333 0.50000000 0.00000000 4.629630e-03
0.33333333 0.50000000 0.16666667 4.629630e-03
0.33333333 0.50000000 0.33333333 4.629630e-03
0.33333333 0.50000000 0.50000000 4.629630e-03
0.33333333 0.50000000 0.66666667 4.629630e-03
0.33333333 0.50000000 0.83333333 4.629630e-03
0.33333333 0.66666667 0.00000000 4.629630e-03
0.33333333 0.66666667 0.16666667 4.629630e-03
0.33333333 0.66666667 0.33333333 4.629630e-03
0.33333333 0.66666667 0.50000000 4.629630e-03
0.33333333 0.66666667 0.66666667 4.629630e-03
0.33333333 0.66666667 0.83333333 4.629630e-03
0.33333333 0.83333333 0.00000000 4.629630e-03
0.33333333 0.83333333 0.16666667 4.629630e-03
0.33333333 0.83333333 0.33333333 4.629630e-03
0.33333333 0.83333333 0.50000000 4.629630e-03
0.33333333 0.83333333 0.66666667 4.629630e-03
0.33333333 0.83333333 0.83333333 4.629630e-03
0.50000000 0.00000000 0.00000000 4.629630e-03
0.50000000 0.00000000 0.16666667 4.629630e-03
0.50000000 0.00000000 0.33333333 4.629630e-03
0.50000000 0.00000000 0.50000000 4.629630e-03
0.50000000 0.00000000 0.66666667 4.629630e-03
0.50000000 0.00000000 0.83333333 4.629630e-03
0.50000000 0.16666667 0.00000000 4.629630e-03
0.50000000 0.16666667 0.16666667 4.629630e-03
0.50000000 0.16666667 0.33333333 4.629630e-03
0.50000000 0.16666667 0.50000000 4.629630e-03
0.50000000 0.16666667 0.66666667 4.629630e-03
0.50000000 0.16666667 0.83333333 4.629630e-03
0.50000000 0.33333333 0.00000000 4.629630e-03
0.50000000 0.33333333 0.16666667 4.629630e-03
0.50000000 0.33333333 0.33333333 4.629630e-03
0.50000000 0.33333333 0.50000000 4.629630e-03
0.50000000 0.33333333 0.66666667 4.629630e-03
0.50000000 0.33333333 0.83333333 4.629630e-03
0.50000000 0.50000000 0.00000000 4.629630e-03
0.50000000 0.50000000 0.16666667 4.629630e-03
0.50000000 0.50000000 0.33333333 4.629630e-03
0.50000000 0.50000000 0.50000000 4.629630e-03
0.50000000 0.50000000 0.66666667 4.629630e-03
0.50000000 0.50000000 0.83333333 4.629630e-03
0.50000000 0.66666667 0.00000000 4.629630e-03
0.50000000 0.66666667 0.16666667 4.629630e-03
0.50000000 0.66666667 0.33333333 4.629630e-03
0.50000000 0.66666667 0.50000000 4.629630e-03
0.50000000 0.66666667 0.66666667 4.629630e-03
0.50000000 0.66666667 0.83333333 4.629630e-03
0.50000000 0.83333333 0.00000000 4.629630e-03
0.50000000 0.83333333 0.16666667 4.629630e-03
0.50000000 0.83333333 0.33333333 4.629630e-03
0.50000000 0.83333333 0.50000000 4.629630e-03
0.50000000 0.83333333 0.66666667 4.629630e-03
0.50000000 0.83333333 0.83333333 4.629630e-03
0.66666667 0.00000000 0.00000000 4.629630e-03
0.66666667 0.00000000 0.16666667 4.629630e-03
0.66666667 0.00000000 0.33333333 4.629630e-03
0.66666667 0.00000000 0.50000000 4.629630e-03
0.66666667 0.00000000 0.66666667 4.629630e-03
0.66666667 0.00000000 0.83333333 4.629630e-03
0.66666667 0.16666667 0.00000000 4.629630e-03
0.66666667 0.16666667 0.16666667 4.629630e-03
0.66666667 0.16666667 0.33333333 4.629630e-03
0.66666667 0.16666667 0.50000000 4.629630e-03
0.66666667 0.16666667 0.66666667 4.629630e-03
0.66666667 0.16666667 0.83333333 4.629630e-03
0.66666667 0.33333333 0.00000000 4.629630e-03
0.66666667 0.33333333 0.16666667 4.629630e-03
0.66666667 0.33333333 0.33333333 4.629630e-03
0.66666667 0.33333333 0.50000000 4.629630e-03
0.66666667 0.33333333 0.66666667 4.629630e-03
0.66666667 0.33333333 0.83333333 4.629630e-03
0.66666667 0.50000000 0.00000000 4.629630e-03
0.66666667 0.50000000 0.16666667 4.629630e-03
0.66666667 0.50000000 0.33333333 4.629630e-03
0.66666667 0.50000000 0.50000000 4.629630e-03
0.66666667 0.50000000 0.66666667 4.629630e-03
0.66666667 0.50000000 0.83333333 4.629630e-03
0.66666667 0.66666667 0.00000000 4.629630e-03
0.66666667 0.66666667 0.16666667 4.629630e-03
0.66666667 0.66666667 0.33333333 4.629630e-03
0.66666667 0.66666667 0.50000000 4.629630e-03
0.66666667 0.66666667 0.66666667 4.629630e-03
0.66666667 0.66666667 0.83333333 4.629630e-03
0.66666667 0.83333333 0.00000000 4.629630e-03
0.66666667 0.83333333 0.16666667 4.629630e-03
0.66666667 0.83333333 0.33333333 4.629630e-03
0.66666667 0.83333333 0.50000000 4.629630e-03
0.66666667 0.83333333 0.66666667 4.629630e-03
0.66666667 0.83333333 0.83333333 4.629630e-03
0.83333333 0.00000000 0.00000000 4.629630e-03
0.83333333 0.00000000 0.16666667 4.629630e-03
0.83333333 0.00000000 0.33333333 4.629630e-03
0.83333333 0.00000000 0.50000000 4.629630e-03
0.83333333 0.00000000 0.66666667 4.629630e-03
0.83333333 0.00000000 0.83333333 4.629630e-03
0.83333333 0.16666667 0.00000000 4.629630e-03
0.83333333 0.16666667 0.16666667 4.629630e-03
0.83333333 0.16666667 0.33333333 4.629630e-03
0.83333333 0.16666667 0.50000000 4.629630e-03
0.83333333 0.16666667 0.66666667 4.629630e-03
0.83333333 0.16666667 0.83333333 4.629630e-03
0.83333333 0.33333333 0.00000000 4.629630e-03
0.83333333 0.33333333 0.16666667 4.629630e-03
0.83333333 0.33333333 0.33333333 4.629630e-03
0.83333333 0.33333333 0.50000000 4.629630e-03
0.83333333 0.33333333 0.66666667 4.629630e-03
0.83333333 0.33333333 0.83333333 4.629630e-03
0.83333333 0.50000000 0.00000000 4.629630e-03
0.83333333 0.50000000 0.16666667 4.629630e-03
0.83333333 0.50000000 0.33333333 4.629630e-03
0.83333333 0.50000000 0.50000000 4.629630e-03
0.83333333 0.50000000 0.66666667 4.629630e-03
0.83333333 0.50000000 0.83333333 4.629630e-03
0.83333333 0.66666667 0.00000000 4.629630e-03
0.83333333 0.66666667 0.16666667 4.629630e-03
0.83333333 0.66666667 0.33333333 4.629630e-03
0.83333333 0.66666667 0.50000000 4.629630e-03
0.83333333 0.66666667 0.66666667 4.629630e-03
0.83333333 0.66666667 0.83333333 4.629630e-03
0.83333333 0.83333333 0.00000000 4.629630e-03
0.83333333 0.83333333 0.16666667 4.629630e-03
0.83333333 0.83333333 0.33333333 4.629630e-03
0.83333333 0.83333333 0.50000000 4.629630e-03
0.83333333 0.83333333 0.66666667 4.629630e-03
0.83333333 0.83333333 0.83333333 4.629630e-03

epw.in

--
&inputepw
prefix = 'MgB2',
amass(1) = 24.305,
amass(2) = 10.811
outdir = './'

ep_coupling = .true.
elph = .true.
kmaps = .false.
epbwrite = .true.
epbread = .false.

epwwrite = .true.
epwread = .false.

etf_mem = 1

nbndsub = 5,
nbndskip = 0

wannierize = .true.
num_iter = 500
dis_froz_max= 8.8
proj(1) = 'B:pz'
proj(2) = 'f=0.5,1.0,0.5:s'
proj(3) = 'f=0.0,0.5,0.5:s'
proj(4) = 'f=0.5,0.5,0.5:s'

iverbosity = 2


eps_acustic = 2.0 ! Lowest boundary for the
ephwrite = .true. ! Writes .ephmat files used when wliasberg = .true.

fsthick = 0.4 ! eV
eptemp = 300 ! K
degaussw = 0.10 ! eV
nsmear = 1
delta_smear = 0.04 ! eV

degaussq = 0.5 ! meV
nqstep = 500

eliashberg = .true.

laniso = .true.
limag = .true.
lpade = .true.

conv_thr_iaxis = 1.0d-4

wscut = 1.0 ! eV Upper limit over frequency integration/summation in the Elisashberg eq

nstemp = 1
tempsmin = 15.00
tempsmax = 60.00

nsiter = 500

muc = 0.16

dvscf_dir = '../phonons/save'

nk1 = 6
nk2 = 6
nk3 = 6

nq1 = 6
nq2 = 6
nq3 = 6

mp_mesh_k = .true.
nkf1 = 60
nkf2 = 60
nkf3 = 60

nqf1 = 30
nqf2 = 30
nqf3 = 30
/
28 cartesian
0.000000000 0.000000000 0.000000000
0.000000000 0.000000000 0.145933920
0.000000000 0.000000000 0.291867841
0.000000000 0.000000000 -0.437801761
0.000000000 0.192450090 0.000000000
0.000000000 0.192450090 0.145933920
0.000000000 0.192450090 0.291867841
0.000000000 0.192450090 -0.437801761
0.000000000 0.384900179 0.000000000
0.000000000 0.384900179 0.145933920
0.000000000 0.384900179 0.291867841
0.000000000 0.384900179 -0.437801761
0.000000000 -0.577350269 0.000000000
0.000000000 -0.577350269 0.145933920
0.000000000 -0.577350269 0.291867841
0.000000000 -0.577350269 -0.437801761
0.166666667 0.288675135 0.000000000
0.166666667 0.288675135 0.145933920
0.166666667 0.288675135 0.291867841
0.166666667 0.288675135 -0.437801761
0.166666667 0.481125224 0.000000000
0.166666667 0.481125224 0.145933920
0.166666667 0.481125224 0.291867841
0.166666667 0.481125224 -0.437801761
0.333333333 0.577350269 0.000000000
0.333333333 0.577350269 0.145933920
0.333333333 0.577350269 0.291867841
0.333333333 0.577350269 -0.437801761

thanks and regards
Sandeep

[roxana]

Hi,

Can you also specify what version of the code you are using?

Thanks,
Roxana

[skumarsingh]

Dear Roxana,

Thank you for your kind cooperation. I am using EPW v5.1 (included in QE v6.4.1 package).

kind regards

Sandeep

[hpaudya1]

Hi Sandeep,

The Tc value in your output is "Allen-Dynes" estimate. I think you should run isotropic/anisotropic calculations and plot gap wrt temp to compare with the ref you mentioned (Table I, Phys. Rev. B 66, 020513(R)).

I have run the same input with the latest official version qe6.5 (epw5.2), and got the following

Electron-phonon coupling strength = 0.7702051

Estimated Allen-Dynes Tc = 17.090414 K for muc = 0.16000

Estimated BCS superconducting gap = 0.002592 eV

Please find the anisotropic gap wrt temp in the attachment (Tc ~50K).

MgB2-gap0.png (30.99 KiB) Viewed 6374 times

Also, please consider reading Phys. Rev. B 87, 024505 (2013) for the discussion.

Best,
Hari Paudyal

[skumarsingh]

Dear Hari Paudyal,

Thank you for your response and reference. I will look at this ref. and try to compare Tc.

best regards

Sandeep

[skumarsingh]

Dear Roxana,

Can you please comment/suggestion on Tc of MgB2?

kind regards

Sandeep