abinit實(shí)戰(zhàn)手冊(cè)轉(zhuǎn)載(編輯修改稿)
2024-11-18 11:31 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 方法來(lái)計(jì)算晶體的能帶結(jié)構(gòu)一般來(lái)說(shuō)，要進(jìn)行兩個(gè)步驟。這不論是采用 VASP、 PWSCF 還是 ABINIT 這些程序。步驟為：先進(jìn)行自洽的電子結(jié)構(gòu)迭代得到自洽計(jì)算得到的電荷密度，然后讀入這個(gè)自洽得到的電荷密度，進(jìn)行非自洽的計(jì)算得到體系的本征值。 下面以立方的 ZrO2 晶體為例，采用 ABINIT 來(lái)計(jì)算。下面采用 ndset 這個(gè)關(guān)鍵詞，在輸入文件中輸入這兩步的控制參數(shù)，一次性計(jì)算完成得到能帶結(jié)構(gòu)。并對(duì)相關(guān)的相關(guān)的輸入?yún)?shù)進(jìn)行解釋?zhuān)? 采用 的贗勢(shì)是 : 和 ，輸入文件 的內(nèi)容為 INP OUT zroi zroo zro ./ ./ 此 文件的內(nèi)容設(shè)置了主要輸入文件的名稱(chēng)和贗勢(shì)文件所在的目錄。 主要輸入文件 INP 的內(nèi)容為（紫色標(biāo)示）： Crystalline ZrO2cubic ndtset 2 表示有兩組控制參數(shù)：第一組控制參數(shù)用來(lái)設(shè)置自洽計(jì)算，第二組是非自洽的本征值計(jì)算 Dataset 1 : usual selfconsistent calculation kptopt1 1 自洽計(jì)算中設(shè)置 k 點(diǎn)網(wǎng)格取樣的方法，表明采用 ngkpt 和 shfitk 來(lái)設(shè)置 k 點(diǎn)網(wǎng)格。 nshiftk1 4 使生成的 k 點(diǎn)進(jìn)行平移。 shiftk1 ngkpt1 8 8 8 K 點(diǎn)網(wǎng)格取樣，網(wǎng)格劃分的分割數(shù) prtden1 1 表明輸出電荷密度文件。 tolvrs1 自洽計(jì)算收 斂的標(biāo)準(zhǔn) iscf1 5 自洽迭代計(jì)算時(shí)，采用 CG 方法來(lái)優(yōu)化有效勢(shì) Dataset 2 : 用來(lái)設(shè)置本征值計(jì)算時(shí)的參數(shù) iscf2 2 表明非自洽計(jì)算 getden2 1 讀入上一組數(shù)據(jù)進(jìn)行自洽計(jì)算得到的電荷密度文件 kptopt2 5 負(fù)數(shù)，表示下面計(jì)算能帶計(jì)算時(shí)，有 5 段特殊線 (由 6 個(gè)特殊 k 點(diǎn)來(lái)確定 ) ndivk2 10 12 18 8 8 每段特殊線上分幾等份 kptbounds2 特殊 k 點(diǎn)的坐標(biāo) W point L point Gamma point X point W point Gamma enunit2 0 輸出本征值時(shí)，本征值的單位，這里為 0 表示是以 Hatree 為單位給出 prteig2 1 表明輸出本征值到文件中 Definition of the unit cell acell 3* 設(shè)置晶常數(shù) rprim 設(shè)置計(jì)算原胞的基矢 (同上面的 acell 一起構(gòu)成原胞的基矢 ) Definition of the atom types ntypat 2 原胞的原子種類(lèi)數(shù)目 znucl 40 8 每類(lèi)原子的核電荷數(shù) natom 3 原胞中總的原子數(shù)目 typat 1 2*2 表示第一個(gè)原子是第一類(lèi)的，后面兩個(gè)原子是第二類(lèi)的。 xred 以分?jǐn)?shù)坐標(biāo)給出原子的位置 Definition of the SCF procedure nband 30 在計(jì)算中考慮多少條能帶 ecut 平面波切斷動(dòng)能 diemac 體系的宏觀介電常數(shù)，給一個(gè)近似值就可以了。 nstep 60 自洽迭代時(shí)的最大步數(shù) 計(jì)算得到的本征值文件 zroo_DS2_EIG 內(nèi)容為： Eigenvalues (hartree) for nkpt= 57 k points: kpt 1, nband= 30, wtk= , kpt= (reduced coord) kpt 2, nband= 30, wtk= , kpt= (reduced coord) 。。。。 把它們轉(zhuǎn)換為 k 點(diǎn)的絕對(duì)值和本征值后，畫(huà)圖如下： 附 1 處理 abinit 計(jì)算得到的本征值文件 在采用 abinit 計(jì)算固體的能帶結(jié)構(gòu)時(shí)， abinit 輸出的本征值文件格式為： Eigenvalues (hartree) for nkpt= 27 k points: kpt 1, nband= 20, wtk= , kpt= (reduced coord) kpt 2, nband= 20, wtk= , kpt= (reduced coord) 。。 第一行告訴你輸出的本征值的單位是 Hatree，共計(jì)算了 27個(gè)特殊 k 點(diǎn)。 下面是分別給出每個(gè) k點(diǎn)的的坐標(biāo)，以及所計(jì)算的本征值。 但是要把這些本征值和 k 點(diǎn)的坐標(biāo)對(duì)應(yīng)起來(lái)畫(huà)圖，怎么辦呢？這里提供一個(gè)我根據(jù) pwscf 程序包中的 一個(gè)代碼改寫(xiě)后的小工具 ，它用來(lái)把每個(gè) k點(diǎn)與前一個(gè) k 點(diǎn)之間的間隔一一加起來(lái)得到的距離和本征值對(duì)應(yīng)起來(lái)。 的內(nèi)容如下： ! for ABINIT ! program prog real, allocatable :: e(:,:) real, allocatable :: k(:,:) real, dimension(3) ::k0,a character(len=32):: input, output character(len=32):: xx, yy write(6,*) 39。number of calculated bands39。 read(5,*) nbands write(6,*) 39。number of bands to be plotted39。 read(5,*) nbands2 write(6,*) 39。number of kpoints39。 read(5,*) nk write(6,*) 39。fermi level (eV)39。 read(5,*) ef write(6,*) 39。name e 39。 read(5,*) input,output allocate(e(nk,nbands)) allocate(k(nk,3)) open(10,file=input, status=39。old39。) open(11,file=output, status=39。new39。) read(10,*) xx, xx,xx,xx, nkpt, xx, xx
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