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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 计算模拟区 » 第一性原理 » 其他 » 【其他】免费软件学习资料大征集（abinit, pwscf, lammps, CPMD, XMD 等等免费软件）
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xiaohunhun

木虫 (著名写手)

[交流] 【其他】免费软件学习资料大征集（abinit, pwscf, lammps, CPMD, XMD 等等免费软件）

1. 【活动名称】：免费软件资料大征集（abinit, pwscf等第一性软件或者 分子动力学lammps CPMD XMD等免费软件）
2. 【活动目的】：相较于MS，VASP等主流软件，免费软件除了免费之外还有其独特的技术优势，希望集中大家的智慧，将该类型软件的资料，技术，文献以及研究小组集中一下，整合资料信息优势。
3. 【活动内容及形式】：该活动长期有效, 希望能提供教程，技术细节，文献，使用该程序的科研热点问题等等，也可以交流介绍国内外使用这些软件的相关小组，大牛。
4. 【活动奖励方案】：提供资料者，按照贡献大小发放金币。有价值回帖5金币起步50金币封顶。

谢谢大家，希望大家多多支持，多多回帖，并将相关资料上传并给出链接，金币发放我会适当放宽松点，毕竟做的人少。呵呵，谢谢。

回贴格式如下：（有的就写，没有的就不填，希望大家能保持队形，谢谢）

软件名称： (abinit/pwscf/lammps/其他)
软件资料：（教程/论文文献/技术细节/研究热点方向等/其他相关）
研究小组：（国家/大学或研究机构/导师或者联系人）
领域大牛：（国家/大学或研究机构/大牛的贡献都可以吹吹）
个人看法：（表达自己的见解，语言要合适，内容不要出现攻击某小组或个人的看法，欢迎讨论，但不欢迎破坏论坛和谐之举，以和为贵，在此基础上多多讨论。）

[ Last edited by xiaohunhun on 2010-4-27 at 00:08 ]

当年申请版主的帖子，看见还有人顶，补发一点金币涨涨人气，呵呵

[ Last edited by xiaohunhun on 2012-6-17 at 19:51 ]
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1楼 2010-04-26 17:19:47
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watermall

金虫 (小有名气)

PWscf计算IR和Raman谱的步骤和注意事项

★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
小木虫(金币+0.5):给个红包，谢谢回帖交流
xiaohunhun(金币+10):谢谢 2010-04-27 11:33
1、建立你所需要的晶体结构
在这步中，最重要的是测试
1）赝势；
2）pw.x是否能找到晶体的全部对称性；
2、vc-relax
   relax等，这取决于你是否想让你计算的结构加压力，或者应力什么的。

前面两步是前提，但这里就不多说了，我主要谈谈如何计算红外和拉曼谱
3、用优化好的晶体结构进行scf计算
输入文件:
&CONTROL
                       title = scf,
                      prefix = 'ph'
                 calculation = 'scf' ,
                restart_mode = 'from_scratch' ,
                  wf_collect = .false. ,
                      outdir = './' ,
                  pseudo_dir = './' ,
               etot_conv_thr = 1.0d-5 ,
               forc_conv_thr = 1.0d-4 ,
                     tstress = .true. ,
                     tprnfor = .true. ,
                       nstep = 100 ,
/
&SYSTEM
                       ibrav = 4,
                   celldm(1) = 7.1928551712,
                   celldm(3) = 1.6400783135,
                         nat = 4,
                        ntyp = 2,
                     ecutwfc = 80,
                       nosym = .false. ,
/
&ELECTRONS
            electron_maxstep = 100,
                    conv_thr = 1.D-12,
/
ATOMIC_SPECIES
    S   32.066   16-S.GGA.fhi.UPF
    Zn  65.409   30-Zn.GGA.fhi.UPF
ATOMIC_POSITIONS crystal
S        0.333333333   0.666666667   0.374653315
S       -0.333333333  -0.666666667   0.874653315
Zn       0.333333333   0.666666667   0.000346685
Zn      -0.333333333  -0.666666667   0.500346685
K_POINTS automatic
  16 16 16 0 0 0
  
结果文件中，有
    12 Sym.Ops. (no inversion)
这说明pw.x找到了12个对称操作。如何判断pw.x找到了全部对称操作呢？我是根据materials studio判断的，这个问题有空再讨论。
总之，pw.x一定要找到全部的对称操作才行。
注意点：
除了要找到全部对称性外，另外就是使用较密的k-mesh，为后续的声子性质计算做准备；
还有一个需要注意的，我这里用了模守恒赝势，是从abinit网站上下的，然后用fhi2upf.x工具转换的，在pwtools下有。
4、用ph.x计算gamma点的声子性质，即一阶红外和拉曼性质
ph.x < ph.in > ph.out

ph.in 文件如下
phonon calculation for ZnS
&inputph
  tr2_ph=1.0d-12,
  prefix='ph',
  epsil=.true.,
  trans=.true.,
  lraman=.true.,
  amass(1)=32.066,
  amass(2)=65.409,
  outdir='./',
  fildyn='ZnS_IR.dynG',
  fildrho='ZnS_IR.drho',
/
0.0 0.0 0.0

这里我要说明下
  tr2_ph=1.0d-12, 这好像是默认值，可以调高些，计算量增加的不多，但是能够提高声子的计算精确度；
  epsil=.true.,
  trans=.true.,
  lraman=.true.,
  这三个设置成true，就能计算红外和拉曼了
  fildyn='ZnS_IR.dynG', 这个是输出的动力学矩阵文件，在后处理中需要对该文件处理，大家可以看看里面是什么内容；
下面贴出ph.out 文件的最后输出信息
     q = (    0.000000000   0.000000000   0.000000000 )

**************************************************************************
     omega( 1) =       1.007969 [THz] =      33.622437 [cm-1]
     omega( 2) =       1.274035 [THz] =      42.497508 [cm-1]
     omega( 3) =       1.274035 [THz] =      42.497508 [cm-1]
     omega( 4) =       2.280533 [THz] =      76.070895 [cm-1]
     omega( 5) =       2.280533 [THz] =      76.070895 [cm-1]
     omega( 6) =       6.220740 [THz] =     207.502947 [cm-1]
     omega( 7) =       8.545154 [THz] =     285.037559 [cm-1]
     omega( 8) =       8.616679 [THz] =     287.423368 [cm-1]
     omega( 9) =       8.616679 [THz] =     287.423368 [cm-1]
     omega(10) =       8.870194 [THz] =     295.879779 [cm-1]
     omega(11) =       8.870194 [THz] =     295.879779 [cm-1]
     omega(12) =      10.242682 [THz] =     341.661368 [cm-1]
**************************************************************************

     Mode symmetry, C_6v (6mm)  point group:

     omega(  1 -  1) =         33.6  [cm-1]   --> A_1             I+R
     omega(  2 -  3) =         42.5  [cm-1]   --> E_1             I+R
     omega(  4 -  5) =         76.1  [cm-1]   --> E_2             R
     omega(  6 -  6) =        207.5  [cm-1]   --> B_2
     omega(  7 -  7) =        285.0  [cm-1]   --> A_1             I+R
     omega(  8 -  9) =        287.4  [cm-1]   --> E_1             I+R
     omega( 10 - 11) =        295.9  [cm-1]   --> E_2             R
     omega( 12 - 12) =        341.7  [cm-1]   --> B_2

**************************************************************************
看到了吧
频率大小，对称性都给出了，不可约表示也给出来了
但是红外，拉曼的强度没有给出
下面进行下一步！
5，用dynmat.x 计算红外和拉曼强度
dynmat.x < ZnS001.in > ZnS001.out
ZnS001.in文件

&input
fildyn='ZnS_IR.dynG',
asr='crystal',
q(1)=0,q(2)=0,q(3)=1,
filout='ZnS_001.out'
filmol='ZnS_001.mold'
filxsf='ZnS_001.axsf'/

计算得到的
ZnS001.out文件

     IR cross sections are in (D/A)^2/amu units
     Raman cross sections are in A^4/amu units
     multiply Raman by 0.140845 for Clausius-Mossotti correction

#  mode   [cm-1]     [THz]      IR           Raman     depol
    1     -0.00   -0.0000    0.0000         0.0155    0.7499
    2      0.00    0.0000    0.0000         0.0372    0.7497
    3      0.00    0.0000    0.0000         0.0132    0.7500
    4     76.07    2.2805    0.0000         0.1087    0.7500
    5     76.07    2.2805    0.0000         0.1087    0.7500
    6    207.50    6.2207    0.0000         0.0000    0.7115
    7    288.35    8.6445    8.1445         1.6782    0.7500
    8    288.35    8.6445    8.1445         1.6782    0.7500
    9    295.88    8.8702    0.0000         2.3796    0.7500
   10    295.88    8.8702    0.0000         2.3796    0.7500
   11    341.66   10.2427    0.0000         0.0000    0.6960
   12    350.25   10.5003    9.0605         3.2269    0.6959

IR 和 Raman 栏里就是表示计算的强度

可以自己写个小的进行高斯展宽的程序，那样就能画个拉曼谱了
如果有需要这个小程序的，可以站内消息联系。这里就不多谈这个小程序了

我的感觉：
1，计算红外和拉曼对系统的要求比较高，不是什么系统都是适合用来计算红外拉曼性质的。
比如强关联的体系，因为不好找赝势，而且需要很多测试。
2，红外和拉曼的计算量还是挺大的，ph.x的运行时间比较久，所以大的系统，比如原子数比较多，或者对称性很低的晶体结构，
可能需要的时间更多。
3，小分子的红外和拉曼我没有计算过，但我觉得还是可以计算的。不过有些特殊的结构，比如有5重对称性的分子，C60，估计不好
计算。因为晶体群对称性中没有5重对称性，这样的话，由于对称性的减小，计算红外和拉曼将要花太多的时间。如果有计算过小分子
红外和拉曼的虫友，可以互相交流下。
4，提供下我发表的几篇简单的工作和我经常看的和红外拉曼计算相关的文献
[1]        Y. C. Cheng, H. T. Chen, X. X. Li, X. L. Wu, J. Zhu, S. H. Li, and P. K. Chu, J. Appl. Phys. 105, 083511 (2009).
[2]        Y. C. Cheng, C. Q. Jin, F. Gao, X. L. Wu, W. Zhong, S. H. Li, and P. K. Chu, J. Appl. Phys. 106, 123505 (2009).
[3]        J. Sun, X. F. Zhou, J. Chen, Y. X. Fan, H. T. Wang, X. J. Guo, J. L. He, and Y. J. Tian, Phys. Rev. B 74, 193101 (2006).
[4]        M. Lazzeri, and F. Mauri, Phys. Rev. Lett. 90, 036401 (2003).
[5]        S. Baroni, S. de Gironcoli, A. Dal Corso, and P. Giannozzi, Rev. Mod. Phys. 73, 515 (2001).
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since—2010
11楼2010-04-27 07:09:26
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enola

捐助贵宾 (正式写手)
★ ★ ★ ★ ★ ★
小木虫(金币+0.5):给个红包，谢谢回帖交流
xiaohunhun(金币+5):沙发，有价值，发钱，你能整点更有价值的么？拜托 2010-04-26 18:16
确实很好，大家加油啊
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2楼2010-04-26 18:02:13
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lidonglin556

金虫 (小有名气)
★ ★ ★ ★
小木虫(金币+0.5):给个红包，谢谢回帖交流
xiaohunhun(金币+3):抢板凳也值得表扬的 2010-04-26 21:36
顶下
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3楼2010-04-26 18:33:47
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lidonglin556

金虫 (小有名气)
★ ★
xiaohunhun(金币+2):贴点文章链接也好啊，我都无语了 2010-04-26 18:36
最好给出连接
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4楼2010-04-26 18:34:28
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enola

捐助贵宾 (正式写手)
★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
小木虫(金币+0.5):给个红包，谢谢回帖交流
xiaohunhun(金币+30):第一个真正有实质内同的，谢谢，鼓励。 2010-04-26 19:12
引用回帖:
Originally posted by xiaohunhun at 2010-04-26 17:19:47:
1. 【活动名称】：免费软件资料大征集（abinit, pwscf等第一性软件或者 分子动力学lammps 等免费软件）
2. 【活动目的】：相较于MS，VASP等主流软件，免费软件除了免费之外还有其独特的技术优势，希望集中大家的 ...

软件名称：Pwscf（个人的一点点积累，希望不被取笑）
软件资料：教程
个人看法：个人总结：一个是关于例子的，还有一个是pwgui的说明文档，我觉得这个也很好的，通过学习这个，了解参数，对计算很有帮组。
http://d.namipan.com/d/a3f83c497 ... d9865a6d6e426e40800
http://d.namipan.com/d/08b037b09 ... 3cc4563a79430910300
[ Last edited by xiaohunhun on 2010-4-26 at 18:37 ]
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5楼2010-04-26 19:07:17
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gavinliu7390

木虫 (著名写手)
★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
小木虫(金币+0.5):给个红包，谢谢回帖交流
xiaohunhun(金币+15):谢谢刘版主捧场加扫盲。呵呵，谢谢支持。 2010-04-26 19:14
Quantum ESPRESSO          http://www.quantum-espresso.org/
Quantum ESPRESSO  is an integrated suite of computer codes for electronic-structure calculations and materials modeling at the nanoscale. It is based on density-functional theory, plane waves, and pseudopotentials (both norm-conserving and ultrasoft).
Quantum ESPRESSO is an integrated suite of computer codes for electronic-structure calculations and materials modeling at the nanoscale. It is based on density-functional theory, plane waves, and pseudopotentials (both norm-conserving, ultrasoft, and PAW).

Quantum ESPRESSO stands for opEn Source Package for Research in Electronic Structure, Simulation, and Optimization. It is freely available to researchers around the world under the terms of the GNU General Public License.

Quantum ESPRESSO builds onto newly-restructured electronic-structure codes (PWscf, PHONON, CP90, FPMD, Wannier) that have been developed and tested by some of the original authors of novel electronic-structure algorithms - from Car-Parrinello molecular dynamics to density-functional perturbation theory - and applied in the last twenty years by some of the leading materials modeling groups worldwide. Innovation and efficiency is still our main focus.

Quantum ESPRESSO is evolving towards a distribution of independent and inter-operable codes in the spirit of an open-source project. Researchers active in the field of electronic-structure calculations are encouraged to participate in the project by contributing their own codes or by implementing their own ideas into existing codes.

Quantum ESPRESSO is an initiative of the DEMOCRITOS National Simulation Center(Trieste) and SISSA (Trieste), in collaboration with the CINECA National Supercomputing Center in Bologna, the Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne, Princeton University, the Massachusetts Institute of Technology, and Oxford University. Courses on modern electronic-structure theory with hands-on tutorials on the Quantum ESPRESSO codes are offered on a regular basis in developed as well as devoloping countries, in collaboration with the Abdus Salam International Centre for Theoretical Physics in Trieste

abnit                                http://www.abinit.org/
ABINIT is a package whose main program allows one to find the total energy, charge density and electronic structure of systems made of electrons and nuclei (molecules and periodic solids) within Density Functional Theory (DFT), using pseudopotentials and a planewave basis. ABINIT also includes options to optimize the geometry according to the DFT forces and stresses, or to perform molecular dynamics simulations using these forces, or to generate dynamical matrices, Born effective charges, and dielectric tensors. Excited states can be computed within the Time-Dependent Density Functional Theory (for molecules), or within Many-Body Perturbation Theory (the GW approximation). In addition to the main ABINIT code, different utility programs are provided.
Phonopy   http://phonopy.sourceforge.net/
Phonopy is an open source crystal phonon analyzer implemented in Python. VASP and Wien2k interfaces are built-in, however in principle any code that can calculate forces on atoms can be used together. The selected features are as follows:

    * Phonon dispersion relation (band structure)
    * Phonon DOS and partial-DOS
    * Phonon thermal properties, free energy, heat capacity, and entropy
    * Thermal expansion and heat capacity at constant pressure within quasi-harmonic approximation

i0 i1 i2

Phonopy is based on a real-space supercell approach. Phonopy calculates phonon frequencies from force constants with respect to real space displacements in a supercell. The force constants can be calculated from atomic forces when an atom is slightly displaced in a supercell ([Parlinsk-Li-Kawasoe_method]).

Since the force-constants interface is also prepared, if you already have force constants in real space, e.g., using DFPT in VASP (interface for VASP), you don’t need to calculate atomic forces.

In practice, phonopy provides automated pre- and post-processes to calculate the phonon properties. Since crystal symmetry is fully and automatically included, force calculation can be minimized. In the pre-process, you can obtain supercells including displacements from your crystal structure. You can calculate atomic-forces using the supercells by your favorite calculator (e.g., VASP or WIEN2k). In the post-process, the atomic forces are collected and the phonon properties are calculated

国内的人一般都不会用一种软件。
一般来说，真正的大牛是搞理论，搞方法。小牛是由理论和方法编程序。 剩下的就是用别人的软件灌水了。 国内大部分是第三种人！
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6楼2010-04-26 19:10:36
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xiaohunhun

木虫 (著名写手)
★
163.com(金币+1):谢谢参与讨论 2010-09-23 19:38:59
软件名称： (abinit/pwscf/lammps/其他)
软件资料：（无）
研究小组：（无）
领域大牛：（无）
个人看法：自己顶一下，其实大家应该关注这些软件，主流软件虽然使用方便，但是一来贵，二来就是相同的东西，用这些软件再算一遍，灌灌水发文章也容易啊。俗人浅见，如有不同意的请轻拍。
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7楼2010-04-26 19:34:16
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zzy870720z

荣誉版主 (文坛精英)
★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
小木虫(金币+0.5):给个红包，谢谢回帖交流
xiaohunhun(金币+10):谢谢专家扫盲，呵呵，希望以后有相关资源能多多支持本贴，谢谢 2010-04-26 19:53
软件名称：CPMD    http://www.cpmd.org/
软件资料：
The CPMD code is a plane wave/pseudopotential implementation of Density Functional Theory, particularly designed for ab-initio molecular dynamics. Its first version was developed by Jurg Hutter at IBM Zurich Research Laboratory starting from the original Car-Parrinello codes.
主要特征：
works with norm conserving or ultrasoft pseudopotentials
LDA, LSD and the most popular gradient correction schemes; free energy density functional implementation
isolated systems and system with periodic boundary conditions; k-points
molecular and crystal symmetry
wavefunction optimization: direct minimization and diagonalization
geometry optimization: local optimization and simulated annealing
molecular dynamics: constant energy, constant temperature and constant pressure
path integral MD
response functions
excited states
many electronic properties
time-dependent DFT (excitations, molecular dynamics in excited states)
coarse-grained non-Markovian metadynamics

个人认为，这个软件国内用的人挺多，但是不太清楚哪个组用的比较好，呵呵
赞一下(2人) 回复此楼
8楼2010-04-26 19:45:45
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wangchunzheng

木虫 (著名写手)
★ ★
小木虫(金币+0.5):给个红包，谢谢回帖交流
xiaohunhun(金币+1):等候你的资源，越多越好，谢谢支持啊 2010-04-26 21:35
占楼观望 以后有机会发
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9楼2010-04-26 19:45:53
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fzx2008

荣誉版主 (著名写手)
★ ★
小木虫(金币+0.5):给个红包，谢谢回帖交流
xiaohunhun(金币+1):拜托，发点资源啊 2010-04-26 21:32
同意楼主！我用abinit
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10楼2010-04-26 21:02:52
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idoldog

铜虫 (小有名气)

强烈支持

★
小木虫(金币+0.5):给个红包，谢谢回帖交流
很不错的想法

+++++++
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12楼2010-04-27 12:56:53
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identation

金虫 (著名写手)
★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
小木虫(金币+0.5):给个红包，谢谢回帖交流
xiaohunhun(金币+10):xiexie 2010-04-27 20:14
ABINIT资料
http://muchong.com/bbs/viewthread.php?tid=1583148&fpage=1
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13楼2010-04-27 17:56:47
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whyyzf5725

银虫 (正式写手)
★
小木虫(金币+0.5):给个红包，谢谢回帖交流
谢谢watermall的分享，讲的很好
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14楼2010-05-05 09:58:50
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blacksky00

银虫 (著名写手)
★
小木虫(金币+0.5):给个红包，谢谢回帖交流
哈哈，先学会用别人的软件学会灌水！
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15楼2010-05-06 13:15:06
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改王之王

金虫 (正式写手)
★
小木虫(金币+0.5):给个红包，谢谢回帖交流
引用回帖:
Originally posted by enola at 2010-04-26 19:07:17:

软件名称：Pwscf（个人的一点点积累，希望不被取笑）
软件资料：教程
个人看法：个人总结：一个是关于例子的，还有一个是pwgui的说明文档，我觉得这个也很好的，通过学习这个，了解参数，对计算很有帮组。
...

刚才看了你写的文章…………都是中午的…………而且内容很全面…………对入门很有帮助…………大感谢…………
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16楼2010-09-08 12:28:15
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brownfan

禁虫 (小有名气)
★
小木虫(金币+0.5):给个红包，谢谢回帖交流
本帖内容被屏蔽
17楼2010-09-24 10:31:39
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frank_zhan

金虫 (正式写手)
★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
引用回帖:
348932楼: Originally posted by enola at 2010-04-26 19:07:17
软件名称：Pwscf（个人的一点点积累，希望不被取笑）
软件资料：教程
个人看法：个人总结：一个是关于例子的，还有一个是pwgui的说明文档，我觉得这个也很好的，通过学习这个，了解参数，对计算很有帮组。
h ...

兄台,能给我发一份么,以前的链接好象打不开啊.
我的邮箱: zy2zhan@gmail.com.
谢谢先.
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18楼2012-06-17 14:49:15
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qq364085265

金虫 (著名写手)
★
xiaohunhun(金币+1): 谢谢参与
貌似没有看到用lammps 的?
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19楼2013-05-06 08:52:38
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xieweimei

新虫 (初入文坛)
★
xiaohunhun(金币+1): 谢谢参与
引用回帖:
5楼: Originally posted by enola at 2010-04-26 19:07:17
软件名称：Pwscf（个人的一点点积累，希望不被取笑）
软件资料：教程
个人看法：个人总结：一个是关于例子的，还有一个是pwgui的说明文档，我觉得这个也很好的，通过学习这个，了解参数，对计算很有帮组。
h ...

你好，这个链接坏了呢，能把教程发给我吗？xieweimei@yeah.net
无限感激！
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20楼2013-09-25 16:15:47
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since—2010

新虫 (小有名气)
★
xiaohunhun(金币+1): 谢谢参与
送红花一朵
引用回帖:
11楼: Originally posted by watermall at 2010-04-27 07:09:26
1、建立你所需要的晶体结构
在这步中，最重要的是测试
1）赝势；
2）pw.x是否能找到晶体的全部对称性；
2、vc-relax
   relax等，这取决于你是否想让你计算的结构加压力，或者应力什么的。

前面两步是前提 ...

您好，不知您那边可否还有后处理的高斯展宽的小程序么？求共享呀，最近在学，一直不知该怎么做
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21楼2018-01-02 14:03:50
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无知！无畏？22楼
2019-02-14 19:36   回复  
xiaohunhun(金币+1): 谢谢参与
666
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