Quantum ESPRESSO教程之態密度能帶結構計算(Pymatflow篇)

本系列Quantum ESPRESSO教程將在計算設置講解的基礎上添加結合Pymatflow工具簡化計算流程的內容。話不多說,本文將為您帶來Quantum ESPRESSO系列教程中的靜態計算部分,包括態密度、能帶結構部分。

簡介

Quantum ESPRESSO作為一個軟件套裝,包含有許多模塊,比如pwscf、CP、PWneb、PHonon、PWcond等,負責各類不同的計算模擬。

本文主要介紹使用pwscf、projwfc.x、bands.x來完成晶體體系的靜態計算,包括scf、nscf、pdos、band structure幾個過程。具體過程如圖所示:


Quantum ESPRESSO教程之態密度能帶結構計算(Pymatflow篇)

使用Pymatflow高效完成任務

我們先來看看如何使用,然後給出部分注意事項。

為了完成上述計算任務,只需使用一條matflow命令即可:

<code>~$ matflow qe -r 0 --ecutwfc 40 --kpoints-mp-scf 3 3 3 0 0 0 --kpoints-mp-nscf 6 6 6 0 0  0 -d nacl-static --kpath-file kpath-cubic.txt/<code>

上述命令會在當前路徑創建nacl-static目錄,然後在其下自動生成輸入文件並進行作業任務的提交。默認使用PBS作業調度器。

你也可以通過--server指定其它服務器類型,比如呂梁天河二號超算系統請使用--server llhpc參數。如果你只是想在本地單節點運行,請使用一下參數組合: --runopt genrun、--auto 0。

注意事項

  • 上訴命令需要通過--kpoints-mp-scf、--kpoints-mp-nscf來分別指定自洽與非自洽計算過程中使用的Monkhorst-packK點。
  • 另外,需要通過--kpath-file指定一個文件,該文件包含有高對稱點信息。該文件的格式請參考pymatflow文檔手冊

簡單後處理

運行一下命令即可獲得能帶結構與態密度的圖像:

<code>~$ pflow qe -r 0 -d nacl-static --kpath-file kpath-cubic.txt /<code>
Quantum ESPRESSO教程之態密度能帶結構計算(Pymatflow篇)

能帶結構圖

Quantum ESPRESSO教程之態密度能帶結構計算(Pymatflow篇)

態密度圖

需要注意的是,你可以通過--plotrange和--bandrange參數來分別指定態密度作圖的能量範圍和能帶的作圖範圍。

以--plotrange為例,你需要傳入兩個0~1之間的數,他們用於指定選取用於作圖的能量的百分範圍。比如--plotrange 0 1將會對所有能量進行作圖,而--plotrange 0.5 1將會選取中間的能量到最大能量這個範圍進行作圖。

往期文章

Pymatflow是一個用於第一性原理模擬的工作流自動化管理軟件,目前支持的計算程序有VASP、Qutum ESPRESSO、Abinit、SIESTA、CP2K。

項目文檔地址:

github.com/DeqiTang/pymatflow

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