HyperAI超神経
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VASP機械学習力場はシリコンフォノンスペクトルを計算する

オンラインでこのチュートリアルを実行

ウィーン第一原理シミュレーションパッケージ（VASP：VASPマニュアル – VASP Wiki ) は、電子構造計算や量子力学的分子動力学など、第一原理から原子スケールの材料モデリングを行うコンピュータ プログラムです。

フォノピーPhonopy へようこそ — Phonopy v.2.37.1) は、調和レベルおよび準調和レベルでのフォノンバンド構造、熱特性、群速度、およびその他のフォノン関連の量を計算するための Python ツールキットです。

チュートリアルコンテンツ

このチュートリアルでは、自動化されたスクリプトを使用して、機械学習力場フォノンスペクトルの計算プロセスを説明します。このチュートリアルでは、機械学習力場を使用したフォノンスペクトル計算の基本的なプロセスを学習します。

  1. 摂動差スーパーセル構造を準備する
  2. 機械学習の力場パラメータを設定し、すべての構造の総エネルギーを計算する
  3. 力定数行列を計算する
  4. 力定数行列からフォノンスペクトルを計算する

入力ファイル

入力ファイルには

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

POSCARユニットセル

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

クリーン.sh

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

実行.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
##########################

_vasp.shを実行します

#!/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

フォルダ pt 内のファイル

INCAR標準静的計算

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)

機械学習の力場設定
ML_LMLFF  = T    (使用机器学习力场)
ML_ISTART = 2    (仅预测模式)

KPOINTS（機械学習が有効な場合は使用されません。1つだけ設定してください）

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

ポトカー

システム内の対応する元素の擬ポテンシャルの組み合わせ。ここではSiの擬ポテンシャルである。

ML_FF

事前トレーニング済みシステムに対応する機械学習力場パラメータ ファイル。具体的なトレーニングプロセスについては、 Siの機械学習力場チュートリアル。

はじめる

1. コンテナのクローンを作成する

チュートリアルの作業ディレクトリを見つけてコンテナをクローンします

2. コンテナをセットアップする

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. phonopy環境をインストールする

conda install -c conda-forge phonopy

次にyと入力してEnterキーを押し、インストールに同意します。

6

4. スクリプトを実行する

chmod 777 *.sh

./run.sh

5. フォノンスペクトルを見る

ファイルband.pdfを表示

8