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VASP Combiné À La Phonopy Pour Calculer Le Spectre De Phonons Du Silicium

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Package de simulation ab initio de Vienne (Le manuel VASP – Wiki VASP) est un programme informatique pour la modélisation de matériaux à l'échelle atomique à partir de principes de base, tels que les calculs de structure électronique et la dynamique moléculaire mécanique quantique.

PhonopieBienvenue sur phonopy — Phonopy v.2.37.1) est une boîte à outils Python permettant de calculer les structures de bandes de phonons, les propriétés thermiques, les vitesses de groupe et d'autres quantités liées aux phonons aux niveaux harmonique et quasi-harmonique.

1. Contenu du tutoriel

Ce tutoriel utilisera un script automatisé pour effectuer une phonographie afin de démontrer le processus de calcul. Grâce à ce tutoriel, vous apprendrez le processus de base du calcul du spectre des phonons :

  1. Préparer la structure de supercellule à différence de perturbation
  2. Calculer l'énergie totale de toutes les structures
  3. Calculer la matrice des constantes de force
  4. Calculer le spectre de phonons à partir de la matrice de constante de force

2. Introduction aux fichiers d'entrée

Le fichier d'entrée contient

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

cellule unitaire POSCAR

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

clean.sh

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

exécuter.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
##########################

exécuter_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

Fichiers dans le dossier pt

Calcul statique standard INCAR

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)

KPOINTS

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

POTCAR

La combinaison pseudopotentielle des éléments correspondants du système, ici le pseudopotentiel de Si, peut être utiliséeExemple de site Web officiel.

Commencer

1. Cloner le conteneur

Recherchez le répertoire de travail du didacticiel et clonez le conteneur

2. Installer le conteneur

2.1 Sélectionnez 4090 — Payez à l'utilisation — vasp 6.3.0-cuda11.8 — Espace de travail

2

2.2 Ouvrir l'espace de travail après le chargement

3

2.3 Ouvrir le terminal

4

2.4 Entrer dans le répertoire

cd phonon_dft

Téléchargez le pseudopotentiel de silicium préparé

Peut être utiliséExemple de site Web officielMettre le pseudopotentiel POTCAR dans le répertoire

5

3. Continuez à entrer la commande suivante pour installer l'environnement phonopy

conda install -c conda-forge phonopy

Entrez ensuite y et appuyez sur Entrée pour accepter l'installation

6

4. Entrez la commande suivante pour exécuter le script

chmod 777 *.sh

./run.sh

5. Visualisez le spectre des phonons

Voir le fichier band.pdf

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