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VASP-Maschinenlernkraftfeld Berechnet Silizium-Phononenspektrum

Dieses Tutorial online ausführen

Vienna Ab initio Simulation Package (VASP: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.

Tutorial-Inhalte

In diesem Tutorial verwenden wir ein automatisiertes Skript, um den Berechnungsprozess des Kraftfeld-Phononenspektrums des maschinellen Lernens zu demonstrieren. In diesem Tutorial lernen Sie den grundlegenden Prozess der Berechnung des Phononenspektrums mithilfe von Kraftfeldern des maschinellen Lernens kennen:

  1. Vorbereiten der Störungsdifferenz-Superzellenstruktur
  2. Legen Sie die Kraftfeldparameter für maschinelles Lernen fest und berechnen Sie die Gesamtenergie aller Strukturen
  3. Berechnen Sie die Kraftkonstantenmatrix
  4. Berechnen Sie das Phononenspektrum aus der Kraftkonstantenmatrix

Eingabedatei

Die Eingabedatei enthält

├── POSCAR-unitcell
├── clean.sh
├── run.sh
└── run_vasp.sh
├── pt
│   ├── INCAR
│   ├── KPOINTS
│   ├── ML_FF
│   └── POTCAR(需自行上传)

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-labels "Γ  X K K  Γ  L" -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)

Einstellungen für das Kraftfeld für maschinelles Lernen
ML_LMLFF  = T    (使用机器学习力场)
ML_ISTART = 2    (仅预测模式)

KPOINTS (wird nicht verwendet, wenn maschinelles Lernen aktiviert ist, legen Sie einfach einen fest)

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

ML_FF

Die Kraftfeldparameterdatei für maschinelles Lernen, die dem vortrainierten System entspricht. Den genauen Trainingsablauf finden Sie unter Si's Kraftfeld für maschinelles LernenLernprogramm.

Erste Schritte

1. Klonen Sie den Container

Suchen Sie das Arbeitsverzeichnis des Tutorials und klonen Sie den Container

2. Container aufstellen

选择 4090 — 按量付费 — vasp 6.3.0-cuda11.8 — 工作空间
2
加载完毕后打开工作空间
3
打开终端
4
上传准备好的硅赝势，可以使用官网例子里的赝势 POTCAR 放到目录中
5

3. Installieren Sie die Phonopie-Umgebung

conda install -c conda-forge phonopy

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

6

4. Führen Sie das Skript aus

chmod 777 *.sh

./run.sh

5. Betrachten Sie das Phononenspektrum

Sehen Sie sich die Datei band.pdf an

8