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VASP Kombiniert Mit Phonopie Zur Berechnung Des Phononenspektrums Von Silizium

Dieses Tutorial online ausführen

Vienna Ab initio Simulation Package (Das VASP-Handbuch – VASP Wiki) ist ein Computerprogramm zur Materialmodellierung auf atomarer Ebene von Grund auf, wie etwa Berechnungen der elektronischen Struktur und quantenmechanische Molekulardynamik.

PhonopieWillkommen bei Phonopy — Phonopy v.2.37.1) ist ein Python-Toolkit zum Berechnen von Phononenbandstrukturen, thermischen Eigenschaften, Gruppengeschwindigkeiten und anderen Phononen-bezogenen Größen auf harmonischer und quasiharmonischer Ebene.

1. Tutorial-Inhalte

In diesem Lernprogramm wird ein automatisiertes Skript zur Durchführung einer Phonopie verwendet, um den Berechnungsprozess zu demonstrieren. In diesem Tutorial lernen Sie den grundlegenden Prozess der Berechnung des Phononenspektrums kennen:

  1. Vorbereiten der Störungsdifferenz-Superzellenstruktur
  2. Berechnen Sie die Gesamtenergie aller Strukturen
  3. Berechnen Sie die Kraftkonstantenmatrix
  4. Berechnen Sie das Phononenspektrum aus der Kraftkonstantenmatrix

2. Einführung in Eingabedateien

Die Eingabedatei enthält

├── POSCAR-unitcell
├── clean.sh
├── run.sh
└── run_vasp.sh
├── pt
│   ├── INCAR
│   ├── KPOINTS
│   └── POTCAR

POSCAR-Einheitszelle

Si #硅结构
   5.38930000000000
     0.0000000000000000    0.5071343999939496    0.5071343999939496
     0.5071343999939496    0.0000000000000000    0.5071343999939496
     0.5071343999939496    0.5071343999939496    0.0000000000000000
   2
Direct
  0.8750000000000000  0.8750000000000000  0.8750000000000000
  0.1250000000000000  0.1250000000000000  0.1250000000000000

sauber.sh

#!/bin/bash
rm -r *.yaml band.pdf band.yaml FORCE_SETS vasp poscar *out SPOSCAR 
# 删除不必要文件

ausführen.sh

#!/bin/bash
rm -r vasp poscar

#准备微扰差分超胞结构
##########################
phonopy -d --dim 2 2 2 --pa auto -c POSCAR-unitcell
mkdir poscar
mv POSCAR-unitcell pp
mv POSCAR-* poscar/
##########################


#计算所有结构的总能
##########################
mkdir vasp
cd vasp
Pnum=$(ls -l ../poscar/  -IR | grep "^-" | wc | awk -F ' ' '{print $1}')
cp ../run_vasp.sh .

t_head="for i in {1.."
t_tail="}"
sed -i "3c ${t_head}${Pnum}${t_tail}"  run_vasp.sh #生成 vasp 计算脚本

./run_vasp.sh
##########################

cd ../


mv pp POSCAR-unitcell

#计算力常数矩阵
##########################
phonopy -f vasp/*/vasprun.xml > pfcout
##########################

#根据力常数矩阵计算声子谱
##########################
phonopy-load --band "0.0 0.0 0.0  0.5 0.0 0.5  0.625  0.25  0.625, 0.375 0.375 0.75  0.0 0.0 0.0  0.5 0.5 0.5" --band-connection   -p -s
##########################

run_vasp.sh

#!/bin/bash
#计算 vasp 流程自动脚本
for i in {1..8}
do
rm -r $i
mkdir $i
cd $i
ii=$(printf "%03d" $i)
cp ../../poscar/POSCAR-${ii} POSCAR
cp ../../pt/* .
mpirun -n 1 vasp_std
cd ../

done

Dateien im Ordner pt

INCAR-Standardstatikberechnung

ISTART =  1            (若有波函数、读取波函数)
ISPIN  =  1            (非极化计算)

Static Calculation
ISMEAR =  0            (高斯占据)
SIGMA  =  0.05         (高斯展宽)
NELM   =  60           (最大电子步)
EDIFF  =  1E-08        (SCF 收敛精度)

KPUNKTE

K-Spacing Value to Generate K-Mesh: 0.040
0
Gamma
   4   4   4
0.0  0.0  0.0

POTCAR

Die Pseudopotentialkombination der entsprechenden Elemente des Systems, hier das Pseudopotential von Si, kann verwendet werdenBeispiel einer offiziellen Website.

Erste Schritte

1. Klonen Sie den Container

Suchen Sie das Arbeitsverzeichnis des Tutorials und klonen Sie den Container

2. Container aufstellen

2.1 Wählen Sie 4090 – Pay as you go – vasp 6.3.0-cuda11.8 – Arbeitsbereich

2

2.2 Öffnen Sie den Arbeitsbereich nach dem Laden

3

2.3 Terminal öffnen

4

2.4 Geben Sie das Verzeichnis ein

cd phonon_dft

Laden Sie das vorbereitete Silizium-Pseudopotential hoch

Kann verwendet werdenBeispiel einer offiziellen WebsiteLegen Sie das Pseudopotential POTCAR in das Verzeichnis

5

3. Geben Sie weiterhin den folgenden Befehl ein, um die Phonopy-Umgebung zu installieren

conda install -c conda-forge phonopy

Geben Sie dann y ein und drücken Sie die Eingabetaste, um der Installation zuzustimmen

6

4. Geben Sie den folgenden Befehl ein, um das Skript auszuführen

chmod 777 *.sh

./run.sh

5. Betrachten Sie das Phononenspektrum

Sehen Sie sich die Datei band.pdf an

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