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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) » 学习PWSCF(一)：能带计算步骤与讨论
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HSE06

新虫 (小有名气)

[交流] 学习PWSCF(一)：能带计算步骤与讨论 已有14人参与

从昨天下午开始学习pwscf，倒腾了这么长时间，终于把能带图做出来了，没想到这么难搞。把做法贴上来和大家分享。作为一个初学者，在这个过程中也有许多问题，请大家指正。
第一步： scf计算

输入文件si.scf.in内容如下：
CODE:
&CONTROL
                 calculation = 'scf' ,
                      outdir = './' ,
                  pseudo_dir = './' ,
                      prefix = 'silicon' ,
/
&SYSTEM
                       ibrav = 2,
                   celldm(1) = 10.2,
                         nat = 2,
                        ntyp = 1,
                     ecutwfc = 12.0 ,
                        nbnd = 8, （这个参数，能带的个数，是做能带的时候必须指定的吗？）
            exxdiv_treatment = 'gygi-baldereschi' ,
/
&ELECTRONS
/
ATOMIC_SPECIES
   Si   28.08600  Si.vbc.UPF
ATOMIC_POSITIONS
   Si      0.000000000    0.000000000    0.000000000
   Si      0.250000000    0.250000000    0.250000000
K_POINTS
2
   0.250000000    0.250000000    0.750000000      3.000000000    （最后面的这个3是什么意思？感觉很诡异啊）
   0.250000000    0.250000000    0.250000000      1.000000000

执行命令：pw.x < si.scf.in > si.scf.out

第二步：nscf计算（这一步和上一步scf有什么关系？需要读入上面的什么文件信息吗？）
输入文件si.nscf.in内容如下：
CODE:
&CONTROL
                 calculation = 'nscf' ,
                      outdir = './' ,
                  pseudo_dir = './' ,
                      prefix = 'silicon' ,
/
&SYSTEM
                       ibrav = 2,
                   celldm(1) = 10.2,
                         nat = 2,
                        ntyp = 1,
                     ecutwfc = 12.0 ,
                        nbnd = 8,
            exxdiv_treatment = 'gygi-baldereschi' ,
/
&ELECTRONS
/
ATOMIC_SPECIES
   Si   28.08600  Si.vbc.UPF
ATOMIC_POSITIONS alat
   Si      0.000000000    0.000000000    0.000000000
   Si      0.250000000    0.250000000    0.250000000
K_POINTS tpiba
3
   0.000000000    0.000000000    0.000000000      1.000000000  （这个k点是怎么指定的？为什么这样？）
   1.000000000    0.000000000    0.000000000      2.000000000
   0.500000000    0.500000000    0.500000000      3.000000000

运行命令:pw.x < si.nscf.in > si.nscf.out

第三步：band计算（这一步和上一步nscf有什么关系？为什么需要nscf这一步？）
输入文件内容si.bands.in
CODE:
&CONTROL
                 calculation = 'nscf' ,
                      outdir = './' ,
                  pseudo_dir = './' ,
                      prefix = 'silicon' ,
/
&SYSTEM
                       ibrav = 2,
                   celldm(1) = 10.2,
                         nat = 2,
                        ntyp = 1,
                     ecutwfc = 12.0 ,
                        nbnd = 8,
            exxdiv_treatment = 'gygi-baldereschi' ,
/
&ELECTRONS
/
ATOMIC_SPECIES
   Si   28.08600  Si.vbc.UPF
ATOMIC_POSITIONS alat
   Si      0.000000000    0.000000000    0.000000000
   Si      0.250000000    0.250000000    0.250000000
K_POINTS tpiba
36
   0.500000000    0.500000000    0.500000000      1.000000000
   0.400000000    0.400000000    0.400000000      2.000000000
   0.300000000    0.300000000    0.300000000      3.000000000
   0.200000000    0.200000000    0.200000000      4.000000000
   0.100000000    0.100000000    0.100000000      5.000000000
   0.000000000    0.000000000    0.000000000      6.000000000
   0.000000000    0.000000000    0.100000000      7.000000000
   0.000000000    0.000000000    0.200000000      8.000000000
   0.000000000    0.000000000    0.300000000      9.000000000
   0.000000000    0.000000000    0.400000000     10.000000000
   0.000000000    0.000000000    0.500000000     11.000000000
   0.000000000    0.000000000    0.600000000     12.000000000
   0.000000000    0.000000000    0.700000000     13.000000000
   0.000000000    0.000000000    0.800000000     14.000000000
   0.000000000    0.000000000    0.900000000     15.000000000
   0.000000000    0.000000000    1.000000000     16.000000000
   0.000000000    0.100000000    1.000000000     17.000000000
   0.000000000    0.200000000    1.000000000     18.000000000
   0.000000000    0.300000000    1.000000000     19.000000000
   0.000000000    0.400000000    1.000000000     20.000000000
   0.000000000    0.500000000    1.000000000     21.000000000
   0.000000000    0.600000000    1.000000000     22.000000000
   0.000000000    0.700000000    1.000000000     23.000000000
   0.000000000    0.800000000    1.000000000     24.000000000
   0.000000000    0.900000000    1.000000000     25.000000000
   0.000000000    1.000000000    1.000000000     26.000000000
   0.000000000    0.900000000    0.900000000     27.000000000
   0.000000000    0.800000000    0.800000000     28.000000000
   0.000000000    0.700000000    0.700000000     29.000000000
   0.000000000    0.600000000    0.600000000     30.000000000
   0.000000000    0.500000000    0.500000000     31.000000000
   0.000000000    0.400000000    0.400000000     32.000000000
   0.000000000    0.300000000    0.300000000     33.000000000
   0.000000000    0.200000000    0.200000000     34.000000000
   0.000000000    0.100000000    0.100000000     35.000000000
   0.000000000    0.000000000    0.000000000     36.000000000

运行命令:pw.x < si.bands.in > si.bands.out

第四步：（我不知道这一步应该叫什么名字）
编辑文件bands.x内容如下
CODE:
&bands
    prefix  = 'silicon'
    outdir='./'
    filband = 'bands.dat'
/

运行命令:bands.x < bands.in > bands.out

第五步:貌似这一步的目的是画出能带图？
运行plotband.x
CODE:
input file > bands.dat
Reading 8 bands at 36 k-points
Range: -5.6680 16.4950eV Emin, Emax > -6.0 10.0 （这个范围是指能带的能量窗口吗？）
high-symmetry point: 0.5000 0.5000 0.5000
high-symmetry point: 0.0000 0.0000 0.0000
high-symmetry point: 0.0000 0.0000 1.0000
high-symmetry point: 0.0000 1.0000 1.0000
high-symmetry point: 0.0000 0.0000 0.0000
output file (xmgr) > si.bands.xmgr
bands in xmgr format written to file si.bands.xmgr
output file (ps) > si.bands.ps
Efermi > 6.337          （这个费米能级从哪个文件得到？求关键字……）
deltaE, reference E (for tics) 1.0, 6.337           （deltaE是什么意思啊？后面的E是费米能级吧？）
bands in PostScript format written to file si.bands.ps

苍天啊大地啊，终于做出来了能带图，即si.bands.ps，如下所示：
可以看到我做出来的能带图有些毛刺，这是怎么产生的？求教。多谢！学习PWSCF(一)：能带计算步骤与讨论
1.jpg

[ Last edited by HSE06 on 2013-6-6 at 17:23 ]
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1楼 2013-06-06 17:22:09
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KalaShayminS

铁杆木虫 (著名写手)
★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
引用回帖:
3楼: Originally posted by HSE06 at 2013-06-06 18:32:31
多谢!
nbnd决定计算能带的数目，是不是scf步就不需要指定了？在band.x指定能带数就可以了吧？...

需要在最后一步pw.x的时候指定。
赞一下 回复此楼
4楼2013-06-07 10:32:44
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KalaShayminS

铁杆木虫 (著名写手)
★ ★ ★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
sunyang1988: 金币+2, 谢谢交流 2013-06-06 18:08:43
nbnd：计算用的能带数。决定能画出的能带数量。
3是权重。一般计算不需要手工设。
nscf计算需要读取上一步产生的outdir中的东西。这一步nscf是用来读取Fermi能量的。
k点指定是作为示例，实际计算k点可以取别的。
毛刺是bands.x本身的缺陷导致的。
deltaE是画图坐标轴的刻度。
赞一下(3人) 回复此楼
2楼2013-06-06 17:42:47
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HSE06

新虫 (小有名气)
引用回帖:
2楼: Originally posted by KalaShayminS at 2013-06-06 17:42:47
nbnd：计算用的能带数。决定能画出的能带数量。
3是权重。一般计算不需要手工设。
nscf计算需要读取上一步产生的outdir中的东西。这一步nscf是用来读取Fermi能量的。
k点指定是作为示例，实际计算k点可以取别的。 ...

多谢!
nbnd决定计算能带的数目，是不是scf步就不需要指定了？在band.x指定能带数就可以了吧？
赞一下 回复此楼
3楼2013-06-06 18:32:31
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HSE06

新虫 (小有名气)
引用回帖:
4楼: Originally posted by KalaShayminS at 2013-06-07 10:32:44
需要在最后一步pw.x的时候指定。...

好的，多谢
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5楼2013-06-07 11:08:50
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