96-atoms SQS: Incompatible supercell size

[SQS]

Dear Axel, dear all,
I am trying to create a SQS for a 96-atom supercell in order to compute the electronic structure of InAlN (In content around 17%). My supercell should ideally contain 8 In atoms, 40 Al atoms and 48 N atoms (fixed, i.e. I consider it to be a pseudo binary compound). This is my rndstr.infile:

11.078 9.594 10.4000 90 90 90
1 0 0
0 1 0
0 0 1
-4.604368        4.784999        5.189000 In=0.1666666666667, Al=0.8333333333333
-4.604368        4.784999       10.378000 In=0.1666666666667, Al=0.8333333333333
 0.920874        4.785000        5.189000 In=0.1666666666667, Al=0.8333333333333
 0.920874        4.785000       10.378000 In=0.1666666666667, Al=0.8333333333333
-1.841747        6.379999        5.189000 In=0.1666666666667, Al=0.8333333333333
-1.841747        6.379999       10.378000 In=0.1666666666667, Al=0.8333333333333
-4.604368        7.974999        5.189000 In=0.1666666666667, Al=0.8333333333333
-4.604368        7.974999       10.378000 In=0.1666666666667, Al=0.8333333333333
 3.683495        6.380000        5.189000 In=0.1666666666667, Al=0.8333333333333
 3.683495        6.380000       10.378000 In=0.1666666666667, Al=0.8333333333333
 0.920874        7.974999        5.189000 In=0.1666666666667, Al=0.8333333333333
 0.920874        7.974999       10.378000 In=0.1666666666667, Al=0.8333333333333
-1.841746        9.570000        5.189000 In=0.1666666666667, Al=0.8333333333333
-1.841746        9.570000       10.378000 In=0.1666666666667, Al=0.8333333333333
-4.604369       11.165000        5.189000 In=0.1666666666667, Al=0.8333333333333
-4.604369       11.165000       10.378000 In=0.1666666666667, Al=0.8333333333333
 3.683495        9.570000        5.189000 In=0.1666666666667, Al=0.8333333333333
 3.683495        9.570000       10.378000 In=0.1666666666667, Al=0.8333333333333
 0.920875       11.165000        5.189000 In=0.1666666666667, Al=0.8333333333333
 0.920875       11.165000       10.378000 In=0.1666666666667, Al=0.8333333333333
-1.841747       12.760000        5.189000 In=0.1666666666667, Al=0.8333333333333
-1.841747       12.760000       10.378000 In=0.1666666666667, Al=0.8333333333333
 3.683495       12.759999        5.189000 In=0.1666666666667, Al=0.8333333333333
 3.683495       12.759999       10.378000 In=0.1666666666667, Al=0.8333333333333
-6.446115        4.785000        2.594500 In=0.1666666666667, Al=0.8333333333333
-6.446115        4.785000        7.783500 In=0.1666666666667, Al=0.8333333333333
-0.920873        4.785000        2.594500 In=0.1666666666667, Al=0.8333333333333
-0.920873        4.785000        7.783500 In=0.1666666666667, Al=0.8333333333333
-3.683495        6.380000        2.594500 In=0.1666666666667, Al=0.8333333333333
-3.683495        6.380000        7.783500 In=0.1666666666667, Al=0.8333333333333
-6.446115        7.974999        2.594500 In=0.1666666666667, Al=0.8333333333333
-6.446115        7.974999        7.783500 In=0.1666666666667, Al=0.8333333333333
 1.841748        6.380000        2.594500 In=0.1666666666667, Al=0.8333333333333
 1.841748        6.380000        7.783500 In=0.1666666666667, Al=0.8333333333333
-0.920873        7.974999        2.594500 In=0.1666666666667, Al=0.8333333333333
-0.920873        7.974999        7.783500 In=0.1666666666667, Al=0.8333333333333
-3.683495        9.570000        2.594500 In=0.1666666666667, Al=0.8333333333333
-3.683495        9.570000        7.783500 In=0.1666666666667, Al=0.8333333333333
-6.446115       11.165000        2.594500 In=0.1666666666667, Al=0.8333333333333
-6.446115       11.165000        7.783500 In=0.1666666666667, Al=0.8333333333333
 1.841748        9.570000        2.594500 In=0.1666666666667, Al=0.8333333333333
 1.841748        9.570000        7.783500 In=0.1666666666667, Al=0.8333333333333
-0.920873       11.165000        2.594500 In=0.1666666666667, Al=0.8333333333333
-0.920873       11.165000        7.783500 In=0.1666666666667, Al=0.8333333333333
-3.683495       12.759999        2.594500 In=0.1666666666667, Al=0.8333333333333
-3.683495       12.759999        7.783500 In=0.1666666666667, Al=0.8333333333333
 1.841748       12.760000        2.594500 In=0.1666666666667, Al=0.8333333333333
 1.841748       12.760000        7.783500 In=0.1666666666667, Al=0.8333333333333
-4.604368        4.784999        1.945875 N
-4.604368        4.784999        7.134875 N
 0.920874        4.785000        1.945875 N
 0.920874        4.785000        7.134875 N
-1.841747        6.379999        1.945875 N
-1.841747        6.379999        7.134875 N
-4.604368        7.974999        1.945875 N
-4.604368        7.974999        7.134875 N
 3.683495        6.380000        1.945875 N
 3.683495        6.380000        7.134875 N
 0.920874        7.974999        1.945875 N
 0.920874        7.974999        7.134875 N
-1.841746        9.570000        1.945875 N
-1.841746        9.570000        7.134875 N
-4.604369       11.165000        1.945875 N
-4.604369       11.165000        7.134875 N
 3.683495        9.570000        1.945875 N
 3.683495        9.570000        7.134875 N
 0.920875       11.165000        1.945875 N
 0.920875       11.165000        7.134875 N
-1.841747       12.760000        1.945875 N
-1.841747       12.760000        7.134875 N
 3.683495       12.759999        1.945875 N
 3.683495       12.759999        7.134875 N
-6.446115        4.785000        4.540375 N
-6.446115        4.785000        9.729375 N
-0.920873        4.785000        4.540375 N
-0.920873        4.785000        9.729375 N
-3.683495        6.380000        4.540375 N
-3.683495        6.380000        9.729375 N
-6.446115        7.974999        4.540375 N
-6.446115        7.974999        9.729375 N
 1.841748        6.380000        4.540375 N
 1.841748        6.380000        9.729375 N
-0.920873        7.974999        4.540375 N
-0.920873        7.974999        9.729375 N
-3.683495        9.570000        4.540375 N
-3.683495        9.570000        9.729375 N
-6.446115       11.165000        4.540375 N
-6.446115       11.165000        9.729375 N
 1.841748        9.570000        4.540375 N
 1.841748        9.570000        9.729375 N
-0.920873       11.165000        4.540375 N
-0.920873       11.165000        9.729375 N
-3.683495       12.759999        4.540375 N
-3.683495       12.759999        9.729375 N
 1.841748       12.760000        4.540375 N
 1.841748       12.760000        9.729375 N

I used the command

./corrdump -l=rndstr.in -ro -noe -nop -clus -2=5.56 -3=5.2 -4=4.56

in order to create pair, triplet and quadruplet clusters. Everything seems fine up to this point. However, when I try to generate the SQS with

./mcsqs -n=96

I get the following error:

Impossible to match point correlations due to incompatible supercell size.

Following this discussion

https://www.brown.edu/Departments/Engineering/Labs/avdw/forum/viewtopic.php?f=4&t=246&p=979&hilit=incompatible+supercell+size#p979

I increased the number of decimal digits specifying the concentration, but this did not worked either (same error). What am I doing wrong?

An additional question… In Van de Walle et al., CALPHAD, 42 (2013) we read

the proposed method optimizes the shape of the supercell jointly with the occupation of the atomic sites, thus ensuring that the configurational space searched is exhaustive and not biased by a pre-specified supercell shape.

This statement is not completely clear to me (my bad!), but I would like to preserve the shape of my original 96-atoms supercell (which will be relaxed ab initio afterwards): it is sufficient to provide the following supercell.out file?

1

11.078 0.000 0.000
0.0000 9.594 0.000
0.0000 0.000 10.40

[SQS]

I think I figured it out…!

I reduced my initial orthorhombic supercell of 96 atoms to a 8 orthorhombic supercell and an error message appeared:

Warning: unit cell is not primitive.

Therefore I used on this smaller supercell the command

cellcvrt -s

in order to get the primitive unit cell. With this cell i was able to lunch mcsqs with the following input:

5.525000 0.000000 0.000000
0.000000 3.190000 0.000000
0.000000 0.000000 5.189000
0.499978 0.500000 0.000000
-0.499978 0.500000 0.000000
0.000000 0.000000 1.000000
0.166586 0.500000 1.000000 In=0.1666666666667,Al=0.8333333333333
-0.166764 0.500000 0.500000 In=0.1666666666667,Al=0.8333333333333
0.166586 0.500000 0.375000 N
-0.166764 0.500000 0.875000 N

I immediately stopped the run after the generation of the sqscell.out file and I selected the only orthorhombic cell that corresponded to the size of my original supercell. I restarted mcsqs with the option -rc and I was able to produce a 96-atom supercell!

If someone can confirm that this is the right procedure it would be great, but everything seems fine now.

[avdw]

Yes, this is correct. Although you could have just put in your orthorhombic cell in the sqscell.out file manually (although your way guarantees that the syntax is correct).

[SQS]

Thank you for the reply. I tried what you suggest but probably I used a wrong syntax/size.

[xiaoyanzi]

I think I figured it out…!

I reduced my initial orthorhombic supercell of 96 atoms to a 8 orthorhombic supercell and an error message appeared:

Warning: unit cell is not primitive.

Therefore I used on this smaller supercell the command

cellcvrt -s

in order to get the primitive unit cell. With this cell i was able to lunch mcsqs with the following input:

5.525000 0.000000 0.000000
0.000000 3.190000 0.000000
0.000000 0.000000 5.189000
0.499978 0.500000 0.000000
-0.499978 0.500000 0.000000
0.000000 0.000000 1.000000
0.166586 0.500000 1.000000 In=0.1666666666667,Al=0.8333333333333
-0.166764 0.500000 0.500000 In=0.1666666666667,Al=0.8333333333333
0.166586 0.500000 0.375000 N
-0.166764 0.500000 0.875000 N

I immediately stopped the run after the generation of the sqscell.out file and I selected the only orthorhombic cell that corresponded to the size of my original supercell. I restarted mcsqs with the option -rc and I was able to produce a 96-atom supercell!

If someone can confirm that this is the right procedure it would be great, but everything seems fine now.

[avdw]

This approach is perfectly fine, although there may have a been a simpler way:

I believe mcsqs should work fine even if the message "Warning: unit cell is not primitive" appears.
It may just be slower and if the code will not be able to explore all valid supercells (only those of the that are multiple of the nonprimitive cell you provided). In your case, you wanted a specific supercell, so this approach would have been fine too.