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VASP 머신 러닝 힘장은 실리콘 포논 스펙트럼을 계산합니다.

온라인에서 이 튜토리얼 실행하기

비엔나 Ab initio 시뮬레이션 패키지(VASP: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.

튜토리얼 콘텐츠

이 튜토리얼에서는 자동화된 스크립트를 사용하여 머신 러닝 힘장 포논 스펙트럼의 계산 과정을 보여드리겠습니다. 이 튜토리얼을 통해 머신 러닝 힘장을 사용하여 포논 스펙트럼을 계산하는 기본 프로세스를 배울 수 있습니다.

  1. 섭동 차이 슈퍼셀 구조 준비
  2. 머신 러닝 힘장 매개변수를 설정하고 모든 구조의 총 에너지를 계산합니다.
  3. 힘 상수 행렬을 계산하세요
  4. 힘상수 행렬로부터 포논 스펙트럼을 계산합니다.

입력 파일

입력 파일에는 다음이 포함됩니다.

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

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-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

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)

머신 러닝 힘장 설정
ML_LMLFF  = T    (使用机器学习力场)
ML_ISTART = 2    (仅预测模式)

KPOINTS(머신 러닝이 활성화된 경우 사용되지 않음, 하나만 설정)

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 퍼텐셜 조합은 Si의 의사 퍼텐셜입니다.

ML_FF

사전 학습된 시스템에 해당하는 머신 러닝 힘장 매개변수 파일입니다. 구체적인 교육과정은 다음을 참조하세요. Si의 머신 러닝 힘장지도 시간.

시작하기

1. 컨테이너를 복제합니다.

튜토리얼 작업 디렉토리를 찾아 컨테이너를 복제합니다.

2. 컨테이너를 설치하세요

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 환경 설치

conda install -c conda-forge phonopy

그런 다음 y를 입력하고 Enter를 눌러 설치에 동의합니다.

6

4. 스크립트를 실행하세요

chmod 777 *.sh

./run.sh

5. 포논 스펙트럼 보기

band.pdf 파일을 보세요

8