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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 » QE(Pwscf) » Problem - nscf - c_bands: eigenvalues not converged
南方科技大学公共卫生及应急管理学院2025级博士研究生招生报考通知
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xiaoqiu007

新虫 (小有名气)

[求助] Problem - nscf - c_bands: eigenvalues not converged

采用pwscf计算费米面时，前面若干步顺利通过，但在band_FS.x步骤时报错

./bands_FS.x < Bands_NSP.out >bands_fs.out
forrtl: severe (59): list-directed I/O syntax error, unit 5, file stdin
Image              PC        Routine            Line        Source
bands_FS.x         0809DB77  Unknown               Unknown  Unknown
bands_FS.x         0809D197  Unknown               Unknown  Unknown
bands_FS.x         08071A96  Unknown               Unknown  Unknown
bands_FS.x         08050B4C  Unknown               Unknown  Unknown
bands_FS.x         080507E7  Unknown               Unknown  Unknown
bands_FS.x         08061C93  Unknown               Unknown  Unknown

请高手赐教。【真不希望该问题无解】

附1
类似的问题还出现在：
http://qe-forge.org/pipermail/pw_forum/2011-October/096758.html；
http://www.democritos.it/pipermail/pw_forum/2010-July/017605.html；
以及小木虫上
http://muchong.com/html/201207/4667669.html

附件2：band_FS.x程序需要的input_FS如下：
3  7
    9.0728
Sc
16 16  8
  1.000000  0.577350  0.000000
  0.000000  1.154701  0.000000
  0.000000  0.000000  0.628094

附3：非自洽计算所用的输入和输出结果文件如下：

3. 设定nbnd=16
输入文件
&control
   calculation='nscf',
   prefix='Sc'
   pseudo_dir = '/home/users/spclibtt/home/yexq/shanghai-opt/pw-work/pseudo/',
   outdir='/home/users/spclibtt/home/yexq/shanghai-opt/pw-work/environment/tmp/'
/
&system
   ibrav = 0,
   nat=  2,
   ntyp= 1,
   ecutwfc = 90,
   ecutrho = 400.00,
   nbnd=16
/
&electrons
   diagonalization='cg'
   mixing_beta = 0.7
   conv_thr =  1.0d-10
/
#&CELL
#cell_dynamics= 'damp-pr'
# press=0
#/

ATOMIC_SPECIES
Sc    44.9559    Sc.pbe-nsp-van.UPF

CELL_PARAMETERS {bohr}
6.254820382  0.00000000  0.00000000
-3.127410191  5.41683334  0.00000000
0.000000000  0.00000000  9.958412336

ATOMIC_POSITIONS {crystal}
Sc 0.3333333333333286 0.6666666666666714 0.2500000000000000
Sc 0.6666666666666714 0.3333333333333286 0.7500000000000000
K_POINTS
  2601
    0.000000    0.000000    0.000000  1.00
    0.000000    0.000000    0.078512  1.00
    0.000000    0.000000    0.157024  1.00
    0.000000    0.000000    0.235535  1.00
    0.000000    0.000000    0.314047  1.00
    0.000000    0.000000    0.392559  1.00
.....
输出文件


     Program PWSCF v.5.0.2 (svn rev. 9392) starts on 13Mar2013 at 11:17:57

     This program is part of the open-source Quantum ESPRESSO suite
     for quantum simulation of materials; please cite
         "P. Giannozzi et al., J. Phys.:Condens. Matter 21 395502 (2009);
          URL http://www.quantum-espresso.org",
     in publications or presentations arising from this work. More details at
     http://www.quantum-espresso.org/quote.php

     Parallel version (MPI), running on    16 processors
     R & G space division:  proc/nbgrp/npool/nimage =      16

     Current dimensions of program PWSCF are:
     Max number of different atomic species (ntypx) = 10
     Max number of k-points (npk) =  40000
     Max angular momentum in pseudopotentials (lmaxx) =  3
     Waiting for input...
     Reading input from standard input

     Atomic positions and unit cell read from directory:
     /home/users/spclibtt/home/yexq/shanghai-opt/pw-work/environment/tmp/Sc.save/


     Subspace diagonalization in iterative solution of the eigenvalue problem:
     a serial algorithm will be used


     Parallelization info
     --------------------
     sticks:   dense  smooth     PW     G-vecs:    dense   smooth      PW
     Min          66      59     22                 2846     2423     554
     Max          67      60     23                 2855     2438     561
     Sum        1069     955    361                45639    38911    8929



     bravais-lattice index     =            0
     lattice parameter (alat)  =       6.2548  a.u.
     unit-cell volume          =     337.4042 (a.u.)^3
     number of atoms/cell      =            2
     number of atomic types    =            1
     number of electrons       =        22.00
     number of Kohn-Sham states=           16
     kinetic-energy cutoff     =      90.0000  Ry
     charge density cutoff     =     400.0000  Ry  #应该用到900吗？
     Exchange-correlation      =  SLA  PW   PBE  PBE ( 1 4 3 4 0)
     EXX-fraction              =        0.00

     celldm(1)=   6.254820  celldm(2)=   0.000000  celldm(3)=   0.000000
     celldm(4)=   0.000000  celldm(5)=   0.000000  celldm(6)=   0.000000

     crystal axes: (cart. coord. in units of alat)
               a(1) = (   1.000000   0.000000   0.000000 )  
               a(2) = (  -0.500000   0.866025   0.000000 )  
               a(3) = (   0.000000   0.000000   1.592118 )  

     reciprocal axes: (cart. coord. in units 2 pi/alat)
               b(1) = (  1.000000  0.577350  0.000000 )  
               b(2) = (  0.000000  1.154701  0.000000 )  
               b(3) = (  0.000000  0.000000  0.628094 )  


     PseudoPot. # 1 for Sc read from file:
     /home/users/spclibtt/home/yexq/shanghai-opt/pw-work/pseudo/Sc.pbe-nsp-van.UPF
     MD5 check sum: ff19847cdcb3487ca1f25e4b0e9f43ec
     Pseudo is Ultrasoft + core correction, Zval = 11.0
     Generated by new atomic code, or converted to UPF format
     Using radial grid of  849 points,  6 beta functions with:
                l(1) =   0
                l(2) =   0
                l(3) =   1
                l(4) =   1
                l(5) =   2
                l(6) =   2
     Q(r) pseudized with  6 coefficients,  rinner =    1.200   1.200   1.200
                                                       1.200   1.200

     atomic species   valence    mass     pseudopotential
        Sc            11.00    44.95590     Sc( 1.00)

     24 Sym. Ops., with inversion, found (12 have fractional translation)



   Cartesian axes

     site n.     atom                  positions (alat units)
         1           Sc  tau(   1) = (   0.0000000   0.5773503   0.3980295  )
         2           Sc  tau(   2) = (   0.5000000   0.2886751   1.1940885  )

     number of k points=  2601

     Number of k-points >= 100: set verbosity='high' to print them.

     Dense  grid:    45639 G-vectors     FFT dimensions: (  40,  40,  64)

     Smooth grid:    38911 G-vectors     FFT dimensions: (  40,  40,  64)

     Largest allocated arrays     est. size (Mb)     dimensions
        Kohn-Sham Wavefunctions         0.08 Mb     (    318,   16)
        NL pseudopotentials             0.17 Mb     (    318,   36)
        Each V/rho on FFT grid          0.10 Mb     (   6400)
        Each G-vector array             0.02 Mb     (   2855)
        G-vector shells                 0.01 Mb     (   1357)
     Largest temporary arrays     est. size (Mb)     dimensions
        Each subspace H/S matrix        0.00 Mb     (  16,  16)
        Each matrix      0.01 Mb     (     36,   16)

     The potential is recalculated from file :
     /home/users/spclibtt/home/yexq/shanghai-opt/pw-work/environment/tmp/Sc.save/charge-density.dat

     Starting wfc are   20 randomized atomic wfcs

     total cpu time spent up to now is        1.3 secs

     per-process dynamical memory:    13.6 Mb

     Band Structure Calculation   #【启动了Band Structure Calculation ，但特征值不收敛】
     CG style diagonalization
     c_bands:  1 eigenvalues not converged  #这是什么错误
     c_bands:  1 eigenvalues not converged
     c_bands:  2 eigenvalues not converged
     c_bands:  3 eigenvalues not converged
  .........#【略去n个...eigenvalues not converged】
     c_bands:  2 eigenvalues not converged
     c_bands:  3 eigenvalues not converged
     c_bands:  2 eigenvalues not converged
     c_bands:  2 eigenvalues not converged
     c_bands:  1 eigenvalues not converged
     c_bands:  1 eigenvalues not converged

     ethr =  4.55E-13,  avg # of iterations = 57.3

     total cpu time spent up to now is     3955.9 secs

     End of band structure calculation

     Number of k-points >= 100: set verbosity='high' to print the bands.

     highest occupied, lowest unoccupied level (ev):     9.9643    8.6137

     Writing output data file Sc.save

     init_run     :      0.50s CPU      0.67s WALL (       1 calls)
     electrons    :   3824.17s CPU   3954.63s WALL (       1 calls)

     Called by init_run:
     wfcinit      :      0.00s CPU      0.00s WALL (       1 calls)
     potinit      :      0.11s CPU      0.11s WALL (       1 calls)

     Called by electrons:
     c_bands      :   3824.16s CPU   3954.62s WALL (       1 calls)
     v_of_rho     :      0.08s CPU      0.09s WALL (       1 calls)
     newd         :      0.04s CPU      0.04s WALL (       1 calls)

     Called by c_bands:
     init_us_2    :      1.08s CPU      1.03s WALL (    2601 calls)
     ccgdiagg     :   3501.84s CPU   3601.94s WALL (   12559 calls)
     wfcrot       :    317.80s CPU    319.55s WALL (   12559 calls)

     Called by *cgdiagg:
     h_psi        :   2831.31s CPU   2893.42s WALL ( 2168039 calls)
     s_psi        :    201.42s CPU    204.42s WALL ( 4323519 calls)
     cdiaghg      :      4.95s CPU      5.16s WALL (   12559 calls)

     Called by h_psi:
     add_vuspsi   :    115.68s CPU    118.56s WALL ( 2168039 calls)

     General routines
     calbec       :    507.36s CPU    523.06s WALL ( 4323519 calls)
     fft          :      0.08s CPU      0.09s WALL (      13 calls)
     ffts         :      0.00s CPU      0.00s WALL (       1 calls)
     fftw         :   2282.87s CPU   2296.81s WALL ( 4733656 calls)
     interpolate  :      0.00s CPU      0.00s WALL (       1 calls)
     davcio       :      0.14s CPU     10.04s WALL (    2601 calls)

     Parallel routines
     fft_scatter  :   1293.12s CPU   1310.33s WALL ( 4733670 calls)

     PWSCF        :     1h 3m CPU        1h 6m WALL


   This run was terminated on:  12:24:32  13Mar2013            

=------------------------------------------------------------------------------=
   JOB DONE.
=------------------------------------------------------------------------------=
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1楼2013-03-13 14:18:27
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xiaoqiu007

新虫 (小有名气)
引用回帖:
9楼: Originally posted by goldenfisher at 2013-03-15 09:50:40
你用的是超软赝势，ecutwfc = 90,   ecutrho = 400.00,的设置是不对的。ecutrho至少要为ecutwfc的8-12倍。
Sc是金属吗？如果是金属，必须要有smearing相关设置。

这是我仿照侯博的Cu的计算例子文件写的脚步，包括ESPRESSO 5.0.2 pp/examples/example02或老版的example08计算费米面的例子文件中非自洽计算部分均无需设定smearing。Sc是金属。
       Sc.pbe-sp-hgh.UPF是模守恒赝势，之前用的是超软赝势Sc.pbe-nsp-van.UPF：ecutwfc = 90,   ecutrho = 960.00。结果同上，仍然是不收敛。
      赝势网址如下：
  http://www.quantum-espresso.org/ ... m_k=&origin_id=
     



#######################【自洽计算，产生$name.scf.out_$a文件，即Sc.scf.out_0文件】################################ self-consistent calculation -Non-Spin-Polarised case  #【为什么要进行自洽计算，目的是.....】

for a in 0
do
cat > $name.scf.in_$a << EOF
&control
    calculation = 'scf'
    restart_mode='from_scratch',
    prefix='$name',
    pseudo_dir = '$PSEUDO_DIR/',
    outdir='$TMP_DIR/'
    tstress=.t.,
    tprnfor=.t.
/
&system
  ibrav=0,
  nat=2,
  ntyp=1,
  ecutwfc=90.0, ecutrho = 360.0
  occupations='smearing',
  smearing='methfessel-paxton',
  degauss=0.02
/
&electrons
conv_thr = 1.0d-8  
mixing_beta = 0.7
/
#&CELL
#cell_dynamics= 'damp-pr'
# press=$a
#/

ATOMIC_SPECIES
Sc    44.9559    Sc.pbe-nsp-van.UPF

CELL_PARAMETERS {bohr}
6.254820382  0.00000000  0.00000000
-3.127410191  5.41683334  0.00000000
0.000000000  0.00000000  9.958412336

ATOMIC_POSITIONS {crystal}
Sc 0.3333333333333286 0.6666666666666714 0.2500000000000000
Sc 0.6666666666666714 0.3333333333333286 0.7500000000000000

K_POINTS {automatic}
8 8 4 0 0 0
EOF
$PW_ROOT/pw.x  < $name.scf.in_$a >$name.scf.out_$a
done

#########【准备并用kvecs_FS.x程序产生计算费米面要用到的密集网格k点，各k点坐标存储于文件kves_$Sysname中】#############
#kves_$Sysname的定义见keves_FS.f源程序


# prepare input file $name.fs.in
#
Sysname='$name'
Calc_Type='FS'
nabc=' 16 16  8'     #【k点分割数与一般的计算相同吗】
n_start=3
n_last=6
#
E_Fermi=`grep Fermi $name.scf.out_$a| cut-c 26-36`    #【$name.scf.out_$a，由前一步自洽计算产生】
a1=`grep 'b(1)' $name.scf.out_$a| cut -c 24-54`
a2=`grep 'b(2)' $name.scf.out_$a| cut -c 24-54`
a3=`grep 'b(3)' $name.scf.out_$a| cut -c 24-54`

cat > kvecs_FS.in < $a1                            #$a1具有xx,xx,xx的数字格式，相当于一维向量，与nabc格式类似，见上
$a2
$a3
$nabc
$Sysname
EOF

kvecs_Fs.x < kvecs_FS.in >kvecs_FS.out


#########################【非自洽计算，产生文件$name.nscf.out】########################
# 进行一次非自洽计算，计算上一步产生的各k点的本征值；

cat > $name.nscf.in << EOF
&control
   calculation='nscf',
   prefix='$name'
   pseudo_dir = '$PSEUDO_DIR/',
   outdir='$TMP_DIR/'
/
&system
    ibrav = 0,
   nat=  2,
   ntyp= 1,
   ecutwfc = 90,
   ecutrho = 400.00,
#  occupations='smearing',   #【非自洽计算这些参数均无必要】
  # smearing='methfessel-paxton',
  # degauss=0.02
   nbnd=8  #【一定要定义nbnd吗？默认值是.....】
/
&electrons
  diagonalization='cg'  
   mixing_beta = 0.7
   conv_thr =  1.0d-10          #【1.0d-10与1.0e-10含义一样吗】
/
#【diagonalization='cg' 英文注释：conjugate-gradient-like band-by-band diagonalization. Typically slower than 'david' but it uses less memory     and is more robust (it seldom fails)】

#&CELL
#cell_dynamics= 'damp-pr'
# press=$a
#/

ATOMIC_SPECIES
Sc    44.9559    Sc.pbe-nsp-van.UPF

CELL_PARAMETERS {bohr}
6.254820382  0.00000000  0.00000000
-3.127410191  5.41683334  0.00000000
0.000000000  0.00000000  9.958412336

ATOMIC_POSITIONS {crystal}
Sc 0.3333333333333286 0.6666666666666714 0.2500000000000000
Sc 0.6666666666666714 0.3333333333333286 0.7500000000000000
K_POINTS    #【K_POINTS已在上一步产生】
EOF

cat kvecs_$Sysname >>$name.nscf.in 【将上一步产生的各k点坐标，附加到$name.nscf.in 文件后面】

$PW_ROOT/pw.x< $name.nscf.in >$name.nscf.out

##########【采用bands_FS.x程序将上一步得到的k点及相应本征值转化成xcrysden能读取的bxsf格式】##########################

#【下面是即将见证奇迹的时刻-采用bands_FS.x将计算的k点以及相应的本征值，转换成xcrysden软件的bxsf格式，以便采用xcrysden来画图。 】

# prepare input data (input_FS, Bands.out)for bands_FS

mv $name.nscf.out  Bands_NSP.out
    #【注意这利用了非自洽计算产生的$name.nscf.out文件，该步的意义可能是bands_FS.x陈旭默认读取文件名为 Bands_NSP.out?】

cat > input_FS < $n_start $n_last
$E_Fermi
$Sysname
$nabc
$a1
$a2
$a3
EOF

$PW_ROOT/bands_FS.x < Bands_NSP.out >bands_fs.out    #【这一操作将产生Bands_FS.bxsf文件】
mv Bands_FS.bxsf  $name.fs_NSP.bxsf    #【这一操作意义不大，是为了记忆方便】

$ECHO "  Fermi surface plot: use 'xcrysden --bxsf $name.fs_NSP.bxsf' to plot ...\c"
$ECHO" done"

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ESPRESSO 5.0.2 pp/examples/example02解读
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10楼2013-03-15 14:29:34
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gemucai

木虫 (正式写手)
这还真不是个错误，是因为你计算的结构偏离平衡位置太远了，导致有的本征值不收敛。你查查，出现警告的那句话后面的estimated scf accuracy很大吧。一开始有能量不收敛没关系，只要最后一步是收敛的就行了，放心吧。
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2楼2013-03-13 15:23:24
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gemucai

木虫 (正式写手)
参见http://www.democritos.it/piperma ... ovember/007832.html
当然，费米面的问题我在那个贴子里也是无能为力的。。。
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3楼2013-03-13 15:32:32
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xiaoqiu007

新虫 (小有名气)
做的是非自洽计算，没找到estimated scf accuracy语句；
奇怪的是如果设置nbnd=8,则不会出现
c_bands:  1 eigenvalues not converged
的情况。

     另外，请问计算费米面之前，是不是要用PWscf对结构进行很好的优化，然后再做自洽，非自洽运算？
     可不可以VASP优化，(利用VASP优化得到的位置形状)PWscf自洽及其后续计算?
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4楼2013-03-13 22:09:02
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