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VASP와 Phonopy를 결합하여 실리콘의 포논 스펙트럼을 계산합니다.

온라인에서 이 튜토리얼 실행하기

비엔나 Ab initio 시뮬레이션 패키지(VASP 매뉴얼 – VASP 위키)은 전자 구조 계산 및 양자 역학 분자 동역학과 같은 기본 원리를 바탕으로 원자 규모의 물질 모델링을 위한 컴퓨터 프로그램입니다.

포노피Phonopy에 오신 것을 환영합니다 — Phonopy v.2.37.1)는 고조파 및 준고조파 수준에서 포논 대역 구조, 열적 특성, 군 속도 및 기타 포논 관련 양을 계산하기 위한 Python 툴킷입니다.

1. 튜토리얼 콘텐츠

이 튜토리얼에서는 자동화된 스크립트를 사용하여 포노피를 수행하여 계산 과정을 보여줍니다. 이 튜토리얼을 통해 포논 스펙트럼 계산의 기본 과정을 배울 수 있습니다.

  1. 섭동 차이 슈퍼셀 구조 준비
  2. 모든 구조물의 총 에너지를 계산하세요
  3. 힘 상수 행렬을 계산하세요
  4. 힘상수 행렬로부터 포논 스펙트럼을 계산합니다.

2. 입력 파일 소개

입력 파일에는 다음이 포함됩니다.

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

POSCAR-유닛셀

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

실행.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

pt 폴더의 파일

INCAR 표준 정적 계산

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)

K포인트

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

포트카

시스템의 해당 요소의 의사 전위 조합, 여기서는 Si의 의사 전위를 사용할 수 있습니다.공식 웹사이트 예시.

시작하기

1. 컨테이너를 복제합니다.

튜토리얼 작업 디렉토리를 찾아 컨테이너를 복제합니다.

2. 컨테이너를 설치하세요

2.1 4090 선택 - 사용량에 따라 지불 - vasp 6.3.0-cuda11.8 - 작업 공간

2

2.2 로딩 후 작업공간을 엽니다.

3

2.3 터미널 열기

4

2.4 디렉토리에 들어가세요

cd phonon_dft

준비된 실리콘 의사전위 업로드

사용 가능공식 웹사이트 예시의사잠재력 POTCAR을 디렉토리에 넣으세요

5

3. 다음 명령어를 입력하여 Phonopy 환경을 설치합니다.

conda install -c conda-forge phonopy

그런 다음 y를 입력하고 Enter를 눌러 설치에 동의합니다.

6

4. 다음 명령을 입력하여 스크립트를 실행합니다.

chmod 777 *.sh

./run.sh

5. 포논 스펙트럼 보기

band.pdf 파일을 보세요

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