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quantumespresso:phonon

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quantumespresso:phonon [2018/11/15 21:07] – [Γ点のフォノン] koudaiquantumespresso:phonon [2021/06/27 22:04] (current) – external edit 127.0.0.1
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 ====== 概要 ====== ====== 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。 +  * 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。 
-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。 +  * 計算の種類によっては使用できない擬ポテンシャルがあるので、事前にphonon.f90にあるコメントを読むこと。LDAかつノルム保存型であればすべての計算に対応しているので特に気にする必要はない。
- +
- +
-====== 入門 ====== +
- +
-===== 電子状態計算 ===== +
- +
-Siを例に、フォノンのもっとも簡単な計算を実行してみる。 事前にpw.xによる電子状態計算が必要である。 +
- +
-<file - si.scf.in> +
-&control +
-   calculation='scf', +
-   prefix='si' +
-   pseudo_dir = './', +
-   outdir='./' +
-/ +
-&system +
-   ibrav=2, celldm(1)=10.2, nat=2, ntyp=1, +
-   ecutwfc=18.0 +
-/ +
-&electrons +
-/ +
-ATOMIC_SPECIES +
- Si  28.086  Si.pz-vbc.UPF +
-ATOMIC_POSITIONS (alat) +
- Si 0.00 0.00 0.00 +
- Si 0.25 0.25 0.25 +
-K_POINTS automatic +
- 8 8 8 1 1 1 +
-</file> +
- +
-  $ pw.x < si.scf.in > si.scf.out +
- +
- +
-===== Γ点のフォノン ===== +
- +
-電子状態の計算が終われば、フォノンの振動数を計算できるようになる。 まず、k=(0,0,0)のΓ点におけるフォノンを計算してみる。 以下のファイルを用意する。 +
- +
-<file - si.phG.in> +
-phonons of Si at Gamma +
- &inputph +
-  tr2_ph=1.0d-14, +
-  prefix='si', +
-  epsil=.true., +
-  amass(1)=28.08, +
-  outdir='./', +
-  fildyn='si.dynG', +
- / +
-0.0 0.0 0.0 +
-</file> +
- +
-第1行はコメント行とみなされ無視される。 また、最後の行は計算する波数（デカルト座標で、単位は格子定数aを使って2π/a）を表す。 +
-各引数の意味は次のとおりである。 +
-詳細はマニュアルを参照のこと。 +
- +
-|tr2_ph|フォノンの計算の収束条件。デフォルトは1.0d-12であるが、経験的に上の値まで収束させたほうがよい。| +
-|prefix|si.scf.inで使用したプレフィックスと同じにする。| +
-|epsil|デフォルトは.false.だが、誘電率を計算するならば.true.を指定する。ただし.true.にする場合は、半導体かつΓ点の計算でないとエラーが出る。| +
-|amass(i)|原子iの原子質量。iは1からntypまで指定する。指定がなければsi.scf.inで使った値が使われる。| +
-|outdir|出力ファイルの場所。| +
-|fildyn|結果であるdynamical matrixを出力するファイル名。| +
- +
-実行は次のようにする。 +
- +
-  $ ph.x < si.phG.in > si.phG.out +
- +
-結果はsi.dynGで見ることができる。 +
- +
-<file - si.dynG> +
-（中略） +
- ************************************************************************** +
-     freq (    1) =      -0.170404 [THz] =      -5.684069 [cm-1] +
- (  0.274931  0.000000 -0.504256  0.000000 -0.412479  0.000000 )  +
- (  0.274931  0.000000 -0.504256  0.000000 -0.412479  0.000000 )  +
-     freq (    2) =      -0.170404 [THz] =      -5.684069 [cm-1] +
- ( -0.161796  0.000000  0.380828  0.000000 -0.573404  0.000000 )  +
- ( -0.161796  0.000000  0.380828  0.000000 -0.573404  0.000000 )  +
-     freq (    3) =      -0.170404 [THz] =      -5.684069 [cm-1] +
- (  0.631059  0.000000  0.317327  0.000000  0.032690  0.000000 )  +
- (  0.631059  0.000000  0.317327  0.000000  0.032690  0.000000 )  +
-     freq (    4) =      15.296893 [THz] =     510.249417 [cm-1] +
- ( -0.463984  0.000000  0.270574  0.000000  0.459900  0.000000 )  +
- (  0.463984  0.000000 -0.270574  0.000000 -0.459900  0.000000 )  +
-     freq (    5) =      15.296893 [THz] =     510.249417 [cm-1] +
- (  0.527053  0.000000  0.327503  0.000000  0.339053  0.000000 )  +
- ( -0.527053  0.000000 -0.327503  0.000000 -0.339053  0.000000 )  +
-     freq (    6) =      15.296893 [THz] =     510.249417 [cm-1] +
- ( -0.083269  0.000000  0.565271  0.000000 -0.416575  0.000000 )  +
- (  0.083269  0.000000 -0.565271  0.000000  0.416575  0.000000 )  +
- ************************************************************************** +
-</file> +
- +
-  * 6つの振動モードがあって、それぞれのΓ点における振動数がわかる。 +
-  * 音響モード（-0.170404 THz, あるいは 0 Thz）と光学モード（15.296893 THz）がそれぞれ三重に縮退している。 +
-  * 原子の変位ベクトルは、例えばfreq 4であれば1番目のSiが(-0.463984, 0.270574, 0.459900)方向、2番目のSiが(0.463984, -0.270574, -0.459900)である（デカルト座標）。 +
-音響モードの振動数を0にしたければ構造緩和を行うとよい。 +
- +
-===== X点のフォノン ===== +
- +
-今度はX点(2π/a,0,0)のフォノンを調べる。 手順はさきほどと同じであるが、誘電率が計算できないことに注意する。 +
- +
-<file - si.phX.in> +
-phonons of Si at X +
- &inputph +
-  tr2_ph=1.0d-14, +
-  prefix='si', +
-  amass(1)=28.08, +
-  outdir='./', +
-  fildyn='si.dynX', +
- / +
-1.0 0.0 0.0 +
-</file> +
- +
-  $ ph.x < si.phX.in > si.phX.out +
- +
-結果はsi.dynXに出力される。 +
- +
-<file -si.dynX> +
-（中略） +
- ************************************************************************** +
-     freq (    1) =       4.207901 [THz] =     140.360482 [cm-1] +
- ( -0.000000  0.000000 -0.023972  0.000000  0.706700  0.000000 )  +
- ( -0.000000  0.000000  0.706700  0.000000 -0.023972  0.000000 )  +
-     freq (    2) =       4.207901 [THz] =     140.360482 [cm-1] +
- ( -0.000000  0.000000 -0.706700  0.000000 -0.023972  0.000000 )  +
- ( -0.000000  0.000000 -0.023972  0.000000 -0.706700  0.000000 )  +
-     freq (    3) =      12.236850 [THz] =     408.177391 [cm-1] +
- ( -0.999882  0.000000  0.000000  0.000000  0.000000  0.000000 )  +
- ( -0.015351  0.000000 -0.000000  0.000000  0.000000  0.000000 )  +
-     freq (    4) =      12.236850 [THz] =     408.177391 [cm-1] +
- ( -0.015351  0.000000  0.000000  0.000000  0.000000  0.000000 )  +
- (  0.999882  0.000000 -0.000000  0.000000  0.000000  0.000000 )  +
-     freq (    5) =      13.746712 [THz] =     458.540957 [cm-1] +
- (  0.000000  0.000000 -0.000000  0.000000  0.707107  0.000000 )  +
- ( -0.000000  0.000000 -0.707107  0.000000  0.000000  0.000000 )  +
-     freq (    6) =      13.746712 [THz] =     458.540957 [cm-1] +
- (  0.000000  0.000000  0.707107  0.000000  0.000000  0.000000 )  +
- (  0.000000  0.000000  0.000000  0.000000 -0.707107  0.000000 )  +
- ************************************************************************** +
-</file> +
- +
-2重に縮退したものが3つあることがわかる。 +
quantumespresso/phonon.1542283664.txt.gz · Last modified: 2021/06/27 22:00 (external edit)