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xiaohunhun

木虫 (著名写手)

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[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)

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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).