雑多な記録 - quantumespresso

cif2cell

Anonymous (anonymous@undisclosed.example.com) — 2021-10-05T11:08:18+00:00

概要 CIFファイルから、QuantumESPRESSOを含む各種第一原理計算ソフトの入力ファイルのひな形を作ることができます。インストールにはPythonが必要です。対応しているソフト * ABINIT *

dft_u

Anonymous (anonymous@undisclosed.example.com) — 2021-06-27T13:04:21+00:00

概要密度汎関数理論(density functional theory, DFT)ではバンドギャップの大きさが過小評価されたり、絶縁体であるにもかかわらず金属になってしまう場合もある。このような問題を回避するため、オンサイトの相互作用を取り込んだDFT+Uの計算方法を解説し、ギャップの大きさの改善を目指す。

dft_uその2

Anonymous (anonymous@undisclosed.example.com) — 2021-06-27T13:04:21+00:00

概要一般にはDFT+Uを使ってバンドギャップの精度を増すことができるが、場合によってはそのまま計算しただけでは基底状態にならないこともある。ここでは例として反強磁性体FeOが単純にはうまく計算できないことと、その解決方法を示す。

gipaw

Anonymous (anonymous@undisclosed.example.com) — 2021-06-27T13:04:21+00:00

概要 * Gauge Including Projector Augmented Waves (GIPAW) 法を使えば、核磁気共鳴 (NMR) や電子常磁性共鳴(EPR)に出てくるパラメタを計算できますインストール QuantumESPRESSOに同梱されているので、それをmakeするだけで使用できます。

gwl

Anonymous (anonymous@undisclosed.example.com) — 2021-06-27T13:04:21+00:00

概要 GWLは、QuantumESPRESSOに含まれているGW計算のパッケージである。計算できることは少ないが、お手軽にインストールが可能である。（QE6.0以降はパッケージに含まれているのでインストール不要。）

phonon

Anonymous (anonymous@undisclosed.example.com) — 2021-06-27T13:04:21+00:00

概要 * PHononは、フォノンに関する計算を行うパッケージである。フォノンの分散や状態密度などを計算できる。 * フォノンの計算では、原子が平衡位置、すなわち力の釣り合いの位置にないとおかしな結果が出てしまうので注意する。事前に構造緩和計算が必要である。

respack

Anonymous (anonymous@undisclosed.example.com) — 2024-02-03T09:42:46+00:00

概要 * 以下のものを計算できます * 最局在ワニエ関数を使ったトランスファー積分 * 誘電関数から求まる動的物理量（電子エネルギー欠損スペクトル、光学伝導度、反射率） * 制限乱雑位相近似 (constraint random-phase approximation, cRPA) を用いた電子間相互作用の大きさの見積もり

upftools

Anonymous (anonymous@undisclosed.example.com) — 2021-06-27T13:04:21+00:00

概要 UPFTOOLSは擬ポテンシャルを変換するのに便利なツール群です使い方 .bashrcの最後に次の一文を加えてください export PATH=$PATH:/home/username/q-e/upftools/

wannier90

Anonymous (anonymous@undisclosed.example.com) — 2021-06-27T13:04:22+00:00

概要 * 再局在ワニエ関数を求めます。 * タイトバインディング模型を作るときに使います。インストール QuantumESPRESSOに同梱されているので、それをmakeするだけで使用できます。 $ cd ~/q-e $ make w90

インストール方法_6.7

Anonymous (anonymous@undisclosed.example.com) — 2021-06-30T10:09:32+00:00

OSは Ubuntu 20.04 を使いました。必要なソフトウェア事前にMPIのライブラリをインストールしてください。（一応、設定ではserial計算も可能です。） QuantumESPRESSOのインストール Quantum ESPRESSOのパッケージは

インストール方法_7.3

Anonymous (anonymous@undisclosed.example.com) — 2024-02-04T15:00:55+00:00

OSは Ubuntu 22.04 を使いました。必要なソフトウェア事前にMPIのライブラリをインストールしてください。（一応、設定ではserial計算も可能です。）さらに、事前にgitも必要です。 $ sudo apt install git

インストール方法

Anonymous (anonymous@undisclosed.example.com) — 2021-06-27T13:04:20+00:00

OSはUbuntu14.04を使いました。必要なソフトウェア事前にMPIのライブラリをインストールしてください。（一応、設定ではserial計算も可能です。） QuantumESPRESSOのインストール Quantum ESPRESSOのパッケージは

スピン軌道相互作用

Anonymous (anonymous@undisclosed.example.com) — 2024-03-30T15:01:14+00:00

概要スピン軌道相互作用を含めた電子状態の計算を行います。非磁性体Ptのスピン軌道相互作用スピン軌道相互作用を含めた電子状態を計算する場合、相対論的効果を含んだ擬ポテンシャルをダウンロードします。擬ポテンシャルに相対論的効果が含まれて、スピン軌道相互作用の計算に使えるかどうかは、擬ポテンシャルの説明に「full relativistic」という説明があるかどうかで判断できます。 scalar relativisticですと、擬ポテンシャルの作成にスピン軌道相互作用は入っていますが、SCF計算にスピン軌道相互作用を入れることができません。ここではPt.rel-pz-n-rrkjus.UPFという擬ポテンシャルを使うことにします。…

フェルミ面

Anonymous (anonymous@undisclosed.example.com) — 2021-07-12T14:39:32+00:00

概要アルミニウムを例に金属のフェルミ面の計算を行う。表示にはXCrySDenを使うので、事前にインストールすること。 pw.xによるSCF計算 &control prefix = 'Al' calculation = 'scf' outdir = './tmp/' pseudo_dir = './' / &system ibrav = 2 celldm(1) = 7.50 nat = 1 ntyp = 1 ecutwfc = 12.0 occupations = 'tetrahedra_opt' / &electrons / ATOMIC_SPECIES Al 26.98 Al.pz-vbc.UPF ATOMIC_POSITIONS crystal Al 0.0 0.0 0.0 K_POINTS automatic 6 6 6 1 1 1…

フォノンの状態密度と分散

Anonymous (anonymous@undisclosed.example.com) — 2021-06-27T13:04:21+00:00

概要 Siのフォノンを例に、状態密度と分散の計算を行う。これらの計算には任意の波数におけるフォノンの情報が必要であるので、事前に実空間におけるdynamical matrixの計算を行う必要がある。

メタン分子のgw準粒子エネルギー

Anonymous (anonymous@undisclosed.example.com) — 2021-06-27T13:04:21+00:00

概要メタン分子CH4を題材に、GW近似で準粒子エネルギーがどのように変化するかを見る。計算の手順 GW近似計算の手順は、次の3ステップである。 * pw.xによる自己無撞着計算 * pw4gww.xによるGW近似計算に必要なデータの生成

よくあるエラー

Anonymous (anonymous@undisclosed.example.com) — 2021-06-27T13:04:20+00:00

概要第一原理計算ソフトを使っていて、ほぼ確実に出会うのが計算途中のエラーである。入力ファイルに誤りがないことをしっかりと確認してもエラーが出る場合は、次のように対処する。

並列計算

Anonymous (anonymous@undisclosed.example.com) — 2021-06-27T13:04:21+00:00

概要 * マルチコアCPUを搭載したパソコンでの、QuantumESPRESSOの並列計算の方法です。手順 MPI MPIを使って並列化計算をしたい場合は、次のように実行します。 $ mpirun -np 2 pw.x < case.scf.in > case.scf.out

半導体

Anonymous (anonymous@undisclosed.example.com) — 2021-07-12T17:13:01+00:00

概要 Siは半導体であることはよく知られています。このSiを使って、エネルギーバンドを計算方法を習得し、PWscfの基本的な使い方を身に付けます。また、対称点の指定を行うことで、バンド分散をどのように描くのかについても勉強します。最後に、実空間における電荷密度の分布の計算も行います。\begin{equation} \sum^{\mathrm{nfile}}_{n=1} \mathrm{weight}(n) \times \mathrm{rho}(n) \end{equation}…

収束判定

Anonymous (anonymous@undisclosed.example.com) — 2021-06-27T13:04:21+00:00

概要第一原理計算では、できるだけ外部で調節するパラメータを減らして電子状態を計算する。しかし、どうしても自分の手で設定しないといけないものがある。それは * k点数 * 波動関数についての運動エネルギーのカットオフecutwfc

擬ポテンシャルの入手

Anonymous (anonymous@undisclosed.example.com) — 2024-10-16T13:16:13+00:00

概要 * QuantumESPRESSOは擬ポテンシャル法による第一原理計算を行うので、その名の通り擬ポテンシャルが必要である。 * 内殻の電子状態は固体中だろうが単一原子中だろがほとんど変わらないという仮定を置くのが擬ポテンシャル法である。

構造緩和

Anonymous (anonymous@undisclosed.example.com) — 2024-03-30T14:58:31+00:00

概要構造緩和計算により、結晶の安定な構造を求めます。構造緩和には次の2通りの方法があります。 * 格子定数はそのままで、単位胞内の原子の内部座標の最適化 * 内部座標とともに格子定数も変化させる構造緩和

磁性体

Anonymous (anonymous@undisclosed.example.com) — 2021-06-27T13:04:21+00:00

概要入門編の最後に、Niを例に磁性体の磁気モーメントを計算してみましょう。 SCF計算 Niは金属なので、Alのときと同様に状態に広がりを持たせる必要があります。擬ポテンシャルとしてウルトラソフト型の Ni.pz-nd-rrkjus.UPF を使います。$m_t$$m_a$$n_{\uparrow}(r)$$r$$n_{\downarrow}(r)$\begin{align} m_t &= \int dr (n_{\uparrow}(r) − n_{\downarrow}(r)) \\ m_a &= \int dr |n_{\uparrow}(r) − n_{\downarrow}(r)| \end{align}…

部分状態密度

Anonymous (anonymous@undisclosed.example.com) — 2025-02-25T18:04:49+00:00

概要強磁性体のNiをもとに、状態密度を軌道の重みで分けた部分状態密度を計算します。計算手順擬ポテンシャルとして、ウルトラソフト型の Ni.pz-nd-rrkjus.UPF をダウンロードしました。

金属

Anonymous (anonymous@undisclosed.example.com) — 2021-06-27T13:04:21+00:00

概要半導体と金属の違いは、フェルミ準位に状態があるかどうかです。このとき、実は重要な前提があって、状態が連続的に存在している結果としてフェルミ準位にも状態があるとしています。原子が無限個あるという熱力学極限をとると何の問題もありませんが、実際の数値計算では無限個の状態を扱うことは不可能なので、結果として状態が離散的となり、フェルミ準位ちょうどに存在する状態というのが存在しなくなってしまいます。…