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--- alamode:フォノンの分散と状態密度 [2021/06/15 23:55] – [フォノンの状態密度] koudai
+++ alamode:フォノンの分散と状態密度 [2021/08/17 02:49] (current) – [フォノンの状態密度] koudai
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   * Siを例にフォノンの分散と状態密度を計算します。
   * 計算には超格子の作成が必要です。
+  * 化合物で見られる極性半導体ではLO-TO分裂というものを考えないといけませんが、それは別のページで解説します。
   * 事前に cif2cell をインストールしてください。
     * [[QuantumESPRESSO:CIF2Cell]]
 ====== 計算手順 ======
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   * 擬ポテンシャル ... https://www.quantum-espresso.org/pseudopotentials/ps-library/si
-擬ポテンシャルは Si.pbe-n-kjpaw_psl.1.0.0.UPF を使用します
+擬ポテンシャルは Si.pbe-n-kjpaw_psl.1.0.0.UPF を使用します。作業ディレクトリ内にpseudoという名前のディレクトリを作り、そこに入れておきます。
 CIFファイル名を9008565.cifとします。
@@ Line 22: / Line 23: @@
 <code>
 $ cif2cell -p pwscf -f 9008565.cif -o Si.pw.in
-$ cif2cell --supercell=[3,3,3] -p pwscf -f 9008565.cif -o Si333.pw.in
+$ cif2cell --supercell=[3,3,3] -p pwscf -f 9008565.cif -o Si_333.pw.in
 </code>
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 また、原子に加わる力の大きさを出力するために tprnfor=.true. を忘れないようにします。
-<file - Si333.pw.in>
+<file - Si_333.pw.in>
 &control
    calculation='scf',
-   prefix='Si',
+   prefix='Si_333',
    pseudo_dir = './pseudo/',
    outdir='./tmp/'
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 超格子の原子位置を少しだけずらしたQEの入力ファイルを作成します。
 <nowiki>&cell</nowiki>フィールドと<nowiki>&position</nowiki>フィールドには、さきほどの超格子のインプットファイルで得られた基本並進ベクトルと原子位置をはりつけてください。
-<file - Si.alm0.in>
+<file - Si_333.harmonic.in>
 &general
-  PREFIX = Si333
+  PREFIX = Si_333
   MODE = suggest
   NAT = 54; NKD = 1
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 できたらALMを実行します。
 <code>
-$ alm Si.alm0.in > Si.alm0.log
+$ alm Si_333.harmonic.in > Si_333.harmonic.log
 </code>
-すると Si333.pattern_HARMONIC というファイルができるので、ALAMODEに付属のPythonスクリプトを使ってQEの入力ファイルを作成します。
+すると Si_333.pattern_HARMONIC というファイルができるので、ALAMODEに付属のPythonスクリプトを使ってQEの入力ファイルを作成します。
 <code>
-$ python -m displace --QE Si333.pw.in --mag 0.01 --prefix disp -pf Si333.pattern_HARMONIC
+$ python -m displace --QE Si_333.pw.in --mag 0.01 --prefix disp -pf Si_333.pattern_HARMONIC
 </code>
   * mag ... 原子をどの程度ずらすかで、0.01から0.04程度の値（単位はオングストローム）が推奨されていますので、いろいろ試してください
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 disp1.pw.outに各原子にはたらく力が出力されていますので、これをALAMODEに付属のPythonスクリプトで整理します。
 <code>
-$ python -m extract --QE Si333.pw.in *.pw.out > DFSET_harmonic
+$ python -m extract --QE Si_333.pw.in *.pw.out > DFSET_harmonic
 </code>
 最後にALMを使って原子間力定数を計算します。
-Si.alm0.inをコピーしてSi.alm1.inを生成し、次の点を変更します
+Si_333.harminic.inをコピーしてSi.harmonic_opt.inを生成し、次の点を変更します
-  * <nowiki>&general</nowiki>フィールドでMODE=optimizeに変更
+  * <nowiki>&general</nowiki>フィールドで MODE=optimize に変更
   * <nowiki>&optimize</nowiki>フィールドを作成して、中に DFSET = DFSET_harmonic と記述
-<file - Si.alm1.in>
+<file - Si_333.harmonic_opt.in>
 &general
-  PREFIX = Si333
+  PREFIX = Si_333
   MODE = optimize
   NAT = 54; NKD = 1
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 できたらALMを実行します
 <code>
-$ alm Si.alm1.in > Si.alm1.log
+$ alm Si_333.harmonic_opt.in > Si.harmonic_opt.log
 </code>
-Si333.fcsとSi333.xmlが出力されたら成功です。
+Si_333.fcs と Si_333.xml が出力されたら成功です。
 ===== フォノンの分散 =====
-<file - Si_phband.in>
+<file - Si_333.phband.in>
 &general
-  PREFIX = Si333
+  PREFIX = Si_333
   MODE   = phonons
-  FCSXML = Si333.xml
+  FCSXML = Si_333.xml
   NKD = 1; KD = Si
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   * <nowiki>&cell</nowiki>フィールドは、元の結晶の基本並進ベクトルです。Si.pw.inのものをコピーしてください
-  * <nowiki>&kpoint</nowiki>フィールドの1行目の 1 は、バンド分散の計算を指定しています。2行目以降は2π/aを単位とする分率座標で指定した波数の経路です
+  * <nowiki>&kpoint</nowiki>フィールドの1行目の 1 は、バンド分散の計算を指定しています。2行目以降は分率座標で指定した波数の経路です
 <code>
-$ anphon Si_phband.in > Si_phband.out
+$ anphon Si_333.phband.in > Si_333.phband.log
 </code>
-フォノンの分散は Si333.bands に出力されます
+フォノンの分散は Si_333.bands に出力されます
+{{ :alamode:bands.png?400 |}}
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 ===== フォノンの状態密度 =====
-Si_phband.in をコピーして si_phdos.in というファイルを作成します
+Si_333.phband.in をコピーして Si_333.phdos.in というファイルを作成します
   * <nowiki>&general</nowiki>フィールドでDELTA_E（エネルギーの刻み幅。単位はcm^-1。デフォルトは10でかなり粗い）を指定します。
-  * <nowiki>&kpoint</nowiki>フィールドを次のようにかきかえます。
+  * <nowiki>&kpoint</nowiki>フィールドを状態密度の計算用に書き換えます。
-<file - Si_phdos.in>
+<file - Si_333.phdos.in>
 &general
-  PREFIX = Si333
+  PREFIX = Si_333
   MODE   = phonons
-  FCSXML = Si333.xml
+  FCSXML = Si_333.xml
   NKD = 1; KD = Si
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 <code>
-$ anphon Si_phdos.in > Si_phdos.out
+$ anphon Si_333.phdos.in > Si_333.phdos.log
 </code>
-状態密度は Si333.dos に出力されます
+状態密度は Si_333.dos に出力されます
-また、ついでに Si333.thermo に格子の熱力学量（比熱、エントロピー、内部エネルギー、自由エネルギー）の温度依存性が出力されます。
+{{ :alamode:dos.png?400 |}}
+フォノンを自由ボソンとしたときの熱力学量（比熱、エントロピー、内部エネルギー、自由エネルギー）の温度依存性も Si_333.thermo に出力されます。
+温度の刻みはデフォルトで DT = 10 (K)ですので、より細かく取りたい場合は<nowiki>&general</nowiki>フィールドで DT の値を指定してください。