pos机t1到t1结算,ABINIT结构优化和能带计算教程

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本文目录一览：

1、机t结T结计算教程pos机t1到t1结算

pos机t1到t1结算

写在教程前面：最近市场上很混乱，构优这里不直接点名，化和有两家公司以各种低质量教程并采取转发朋友圈等低劣手段骗取用户流量，机t结T结计算教程往代算和线下培训引流，构优请广大同学们提高警惕，化和辨别真伪，机t结T结计算教程以免上当受骗。构优做计算只看这里面介绍的化和平台(第一性原理计算VASP零基础教程)。

相比VASP和QE软件，机t结T结计算教程ABINIT软件在网上的构优资料可谓少之又少，据我所知，化和只有一份很旧的台湾教授写的中文繁体字教程(该教程下载链接：http://lanzous.com/u/dft_family)。除此之外，唯一可参考的资料只有ABINIT官网教程(https://www.abinit.org)和官方论坛(https://forum.abinit.org)。今天给大家介绍如何用ABINIT软件进行结构优化和能带计算。今天计算所用的例子是Si。

1、计算前的准备：

VASP计算需要INCAR、POSCAR、KPOINTS、POTCAR文件，ABINIT计算需要*.in输入文件，该文件包含了计算参数、原子坐标信息、K点等信息；以及*.files文件，该文件包含了输入文件名称、输出文件名称、赝势路径等。

a) Si的结构文件下载：

https://materialsproject.org/materials/mp-149

b) ABINIT输入文件参数详解：

https://docs.abinit.org/variables/

c) Si的赝势下载(选择的Si.GGA_PBE-JTH.xml)：

https://www.abinit.org/ATOMICDATA/014-si/index.html

d) ABINIT后处理软件Abipy了解：

https://abinit.github.io/abipy/index.html

2、结构优化

假设你已经新建好相应文件夹，并把si.in、si.files、Si.GGA_PBE-JTH.xml和提交作业的脚本abinit.sh文件都准备好了。这里仅仅展示输入文件，不具体解释参数含义，请自行阅读官网介绍。收敛性测试另开教程讲述。可以以这个作为模板，其它材料仅需要替换截断能ecut、k点ngkpt、赝势、cell and system部分。

si.in

#### cell and system natom 2 ntypat 1 typat 1 1 znucl 14 xred 0.7500000000 0.7500000000 0.7500000000 0.5000000000 0.5000000000 0.5000000000 acell 1.0 1.0 1.0 rprim 0.0000000000 5.1679709341 5.1679709341 5.1679709341 0.0000000000 5.1679709341 5.1679709341 5.1679709341 0.0000000000### electronic ground statekptopt 1ngkpt 11 11 11nshiftk 1shiftk 0.0 0.0 0.0ecut 40.0pawecutdg 40.0nstep 50#tolrff 0.02toldfe 1.0d-7#occopt 3 tsmear 0.0001#nband 8#diemac 12.0#nsppol 2#spinat#0 0 1#0 0 1### XC#ixc 11### structural optimizationoptcell 2ionmov 2tolmxf 1.0d-06ntime 50ecutsm 0.5dilatmx 1.1### parallelizationautoparal 1#paral_kgb 1#npband 1#bandpp 1#npfft 1#npkpt 1### options for printingprtden 0 #otherwise _DEN file printed at each Broyden stepprteig 0prtwf 0

si.files

si.insi.outsiisiotmpSi.GGA_PBE-JTH.xml

abinit.sh

#!/bin/bashulimit -s unlimitedulimit -m unlimitedulimit -c unlimitedulimit -d unlimitedsource /home/gang/env/intel-2019.shsource /home/gang/env/impi-2019.shNP=12EXEC4=/home/gang/software/abinit-8.10.3/build/bin/abinitnohup mpirun -np $NP ${EXEC4} < si.files > log 2>&1 &

计算完成后，可以用Abipy查看优化后的结构(注意Number of relaxation steps performed: 8，如果等于输入文件中的ntime，应该检查计算是否已经达到收敛)，

abiopen.py sio_HIST.nc -p================================= File Info =================================Name: sio_HIST.ncDirectory: /home/gang/workdir/abinit/si-band/relaxSize: 6.15 kbAccess Time: Wed Dec 11 16:15:42 2019Modification Time: Wed Dec 11 16:14:14 2019Change Time: Wed Dec 11 16:14:14 2019============================= Initial Structure =============================Full Formula (Si2)Reduced Formula: Siabc : 3.867552 3.867552 3.867552angles: 60.000000 60.000000 60.000000Sites (2) # SP a b c cartesian_forces--- ---- ---- ---- ---- ----------------------------------------------------------- 0 Si 0.75 0.75 0.75 [ 1.25588503e-28 4.18628344e-29 -4.18628344e-29] eV ang^-1 1 Si 0.5 0.5 0.5 [-1.25588503e-28 -4.18628344e-29 4.18628344e-29] eV ang^-1Number of relaxation steps performed: 8============================== Final structure ==============================Full Formula (Si2)Reduced Formula: Siabc : 3.866526 3.866526 3.866526angles: 60.000000 60.000000 60.000000Sites (2) # SP a b c cartesian_forces--- ---- ---- ---- ---- ----------------------------------------------------------- 0 Si 0.75 0.75 0.75 [ 1.67495794e-28 -8.37478971e-29 -8.37478971e-29] eV ang^-1 1 Si 0.5 0.5 0.5 [-1.67495794e-28 8.37478971e-29 8.37478971e-29] eV ang^-1Volume change in percentage: -0.08%Percentage lattice parameter changes: a: -0.03%, b: -0.03%, c: -0%Stress tensor (Cartesian coordinates in GPa):[[-0.00015301 0. 0. ] [ 0. -0.00015301 0. ] [ 0. 0. -0.00015301]]Pressure: 0.000 [GPa]

3、能带计算

进行这一步之前请仔细阅读介绍(https://docs.abinit.org/topics/ElecBandStructure/)，把上面优化好的结构替换掉si.in文件中对应的部分。主要输入文件内容如下：

si.in

# Crystalline Si## Computation of the band structure.# First, a SCF density computation, then a non-SCF band structure calculation.ndtset 2#Dataset 1 : usual self-consistent calculationkptopt1 1 # Option for the automatic generation of k points, # taking into account the symmetrynshiftk1 1shiftk1 0.0 0.0 0.0ngkpt1 11 11 11prtden1 1 # Print the density, for use by dataset 2toldfe1 1.0d-7 # This value is way too large for most realistic studies of materials#Dataset 2 : the band structureiscf2 -2getden2 -1kptopt2 -4nband2 20ndivk2 10 10 10 10 # 10, 12 and 17 divisions of the 3 segments, delimited # by 4 points.kptbounds2 0.0 0.0 0.0 0.5 0.0 0.5 0.5 0.25 0.75 0.375 0.375 0.75 0.0 0.0 0.0tolwfr2 1.0d-12enunit2 1 # Will output the eigenenergies in eV#### cell and systemnatom 2ntypat 1typat 1 1znucl 14xred0.7500000000 0.7500000000 0.75000000000.5000000000 0.5000000000 0.5000000000acell 7.3066747348E+00 7.3066747348E+00 7.3066747348E+00rprim0.0000000000E+00 7.0710678119E-01 7.0710678119E-017.0710678119E-01 0.0000000000E+00 7.0710678119E-017.0710678119E-01 7.0710678119E-01 0.0000000000E+00### electronic ground state#kptopt 1#ngkpt 8 8 8#nshiftk 1#shiftk 0.0 0.0 0.0ecut 40.0pawecutdg 40.0nstep 50#tolrff 0.02#toldfe 1.0d-7#occopt 3 tsmear 0.0001#nband 8#diemac 12.0#nsppol 2#spinat#0 0 1#0 0 1### XC#ixc 11### structural optimization#optcell 2#ionmov 2#tolmxf 1.0d-06#ntime 50#ecutsm 0.5#dilatmx 1.1### parallelization#autoparal 1#paral_kgb 1#npband 1#bandpp 1#npfft 1#npkpt 1### options for printing#prtden 0 #otherwise _DEN file printed at each Broyden step#prteig 0#prtwf 0

si.files、abinit.sh、赝势文件保持不变。

计算完成后，可以选择用(/abinit-8.10.3/scripts/post_processing)目录下的脚本处理：

ab_extended_scissors_guess.py bse_hexc ElectronPhononCoupling merge_gkk_nc.py plot_bs.py temperature-dependenceAbinitBandStructureMaker.py create_files.py get_irreps.py nonlop_dfpt_test posdopspectra.F90 wannier_bandstructure.pyabinit_eignc_to_bandstructure.py dynamic_pol.f matlab_data_analysis phondisp2abi.py Raman_spec.pyappa Elastic_debye.py merge_ddb_nc.py plot_bandstructure.py README

我们这里选择用Abipy软件处理，过程如下：

abiview.py ebands sio_DS2_GSR.nc --bxsf

处理完我们会得到sio_DS2_GSR.nc.agr文件，接下来用xmgrace绘图软件(http://plasma-gate.weizmann.ac.il/Grace/)直接绘图即可(假设你已经安装了xmgrace)。

xmgrace sio_DS2_GSR.nc.agr

Si的能带结构如下所示：

和Materials Project网站VASP计算结果对比：

(来源：https://materialsproject.org/materials/mp-149/)

ABINIT软件简介和安装教程

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