PWscfの入力作成補助

Quantum ESPRESSO(PWscf)の入力ファイル作成支援に使えるソフトウエアとして、以下の3つがあげられます。


cif2cell


cif2cellCIFからecalj入力の作成
でCIFファイルからecaljの入力ファイルを作成するために利用しました。インストール方法はそちらのエントリに書いてあります。

cif2cellがインストールしてあれば、格子定数や原子位置が記入された入力ファイルの雛形を作成することが出来ます。
フォーマットは以下の通りです。
cif2cell -p プログラム -f CIFファイル -o PWscf入力ファイルの雛形


例えばシリコンのCIFファイル Si.cif の場合は、以下のようにします。

cif2cell -p pwscf -f Si.cif -o Si.in


他にも cif2cell -h とタイプすることによってヘルプを表示することが出来ます。

とはいえ、擬ポテンシャルの設定などの自明でないパラメータは一切出力されないため、追加の編集が必要になります。私は、追加の編集をPWguiで行いたいと考えたのですが、非自明なパラメータが一切出力されないため、そのまま PWgui で開くことが出来ないようです。

xtl2pw.py


他の入力支援用のPythonスクリプトがQuantum-ESPRESSOとVestaの連携QuantumESPRESSO_空間群入力で公開されています。

ダウンロードした後、適当にPATHの通ったディレクトリへ置いて実行権限を付けます。

wget http://www.misasa.okayama-u.ac.jp/~masami/xtl2pw.py
mv xtl2pw.py ~/bin/
chmod +x ~/bin/xtl2pw.py


wget http://www.misasa.okayama-u.ac.jp/~masami/pwout2xtl.py
mv pwout2xtl.py ~/bin/
chmod +x ~/bin/pwout2xtl.py


wget http://www.misasa.okayama-u.ac.jp/~masami/vesta2pw.py
mv vesta2pw.py ~/bin/
chmod +x ~/bin/vesta2pw.py


xtl2pw.py は cif2cell と異なり、色々なパラメータをとりあえず埋めてくれるため、直接 PWgui で開くことが出来ます。ただし変換するのは cif ファイルからではなく xtl ファイルからなので、 VESTA で xtl ファイルをあらかじめ出力しておく必要があります。
具体的には、以下の手順になると思います(シリコンの例)。

  1. VESTA で cif ファイルを xtl ファイルへ変換する。
    File → Export data → Fractional Coordinate (*.xtl) のファイル形式で保存
  2. xtl2pw.py Si.xtl scf 1
    2つ目の引数は scf, relax, vc-relax が選べる
    3つ目の引数は原子位置の制約
     0:制約を点けない
     1:制約をつける
  3. 出力された入力ファイル Si.in をpwgui で編集


Ubuntu への PWgui のインストール


PWguiのページから Self-contained standalone executables つまりコンパイル済みのバイナリをダウンロードします。
そのまえに iwidgets4 をインストールしておく必要があるかもしれません。

sudo apt-get update
sudo apt-get install iwidgets4
wget http://www-k3.ijs.si/kokalj/pwgui/download/pwgui-6.1-linux-x86_64.tgz
tar xzvf pwgui-6.1-linux-x86_64.tgz


必要に応じて pwgui を PATH に追加します。

Windows への PWgui のインストール


Linuxサーバー上で動作する PWgui の GUI を転送して Windows クライアントで動作させるのは重いので、Windows 上で PWgui が動作するとありがたいのですが、ネットで探してみても最新版の PWgui に関しては失敗報告しか見かけません。古いバージョンの2.1.3ならWindows版がPWgui の旧バージョンのダウンロードページから入手できますが、最新版は無いようです。

恐ろしく回りくどい方法ですが、現状では VirtualBox 上で Ubuntu を動かして、そこで PWgui を動かすのが一番マシかもしれません。

関連エントリ




参考URL




参考文献/使用機器





フィードバック



にほんブログ村 その他趣味ブログ 電子工作へ

 ↑ 電子工作ブログランキング参加中です。1クリックお願いします。


コメント・トラックバックも歓迎です。 ↓      


 ↓ この記事が面白かった方は「拍手」をお願いします。

tag: Quantum_ESPRESSO PWscf VESTA PWgui cif2cell 

PWscfの擬ポテンシャル

AkaiKKR(machikaneyama)ecaljが全電子法を採用しているのに対して、Quantum ESPRESSO(PWscf)は擬ポテンシャル法を採用しています。そのためバンド計算を行うためには、入力ファイルとは別に擬ポテンシャルファイルを用意する必要があります。さらにカットオフエネルギーというパラメータを設定しなければいけません。今回のエントリでは、PWscfの擬ポテンシャルファイルに関する基礎知識について書きます。


同じ元素に対しても擬ポテンシャルファイルには色々な種類があるようです。

交換相関汎関数


AkaiKKRやecaljの場合と同様に、交換相関汎関数にどのタイプを使うかを選択できます。計算結果は、どの汎関数を利用するかによって変わってきます(参考: AkaiKKRでLDAとGGA その1, その2)。
どれを使うかのが一番よいのかは、ケースバイケースなのでしょう。とりあえず PBE から試すのが最近の流行なのでしょうか。

擬ポテンシャルファイルの種類


擬ポテンシャルファイルには、以下の3種類の分類があるようです。

  • ノルム保存型
  • ウルトラソフト
  • PAW(Projector Augmented-Wave)


それぞれに特徴があるので、目的によってどのタイプを使うのかを決めます。ただし擬ポテンシャルの種類によって選択できる元素の種類が限定されます。擬ポテンシャルファイルを自作することも可能らしいですが、そうでなければ計算したい化学組成についてどのタイプの擬ポテンシャルが使えるのかはよく確認しておく必要がありそうです。元素ごとに異なるタイプの擬ポテンシャルファイルを混在させることも可能ですが、出来れば避けたほうが良いだろうと思います。

PAWポテンシャルは、おそらく3つの中で最も新しい方法で、計算の高速さと正確さの両方を同時にあげることが出来るらしいです。ただし新しい手法なので(?)選べる元素の種類は少なそう(?)です。

ノルム保存型は3つの中ではおそらく最も古く、そのため選べる元素の種類も多そうです。

ウルトラソフト擬ポテンシャルは、ノルム保存型よりもカットオフエネルギーを小さく出来る、したがって計算速度を上げることが出来るメリットがあるようです。

カットオフエネルギー


カットオフエネルギーは、計算精度に関するパラメーターです。大きくするほど計算結果が正確になりますが、計算時間が掛かるようになります。したがって、必要充分な値を設定する必要があります。この値は擬ポテンシャルファイルの先頭部分に書いてあることが多いようです。以下は Siの擬ポテンシャルファイル の冒頭部分です。

Generated using "atomic" code by A. Dal Corso  v.5.0.2 svn rev. 9415
Author: ADC
Generation date: 11Sep2012
Pseudopotential type: PAW
Element: Si
Functional: SLA PW PBX PBC

Suggested minimum cutoff for wavefunctions: 38. Ry
Suggested minimum cutoff for charge density: 151. Ry
The Pseudo was generated with a Scalar-Relativistic Calculation
L component and cutoff radius for Local Potential: 2 2.0000


波動関数のカットオフエネルギーの最小値は 38 Ry で、電荷密度のカットオフエネルギーの最小値は 151 Ry であると書かれています。利用する全ての擬ポテンシャルファイルの中で、一番大きな値の 1.5 倍程度が目安な様です。


関連エントリ




参考URL




参考文献/使用機器




フィードバック



にほんブログ村 その他趣味ブログ 電子工作へ

 ↑ 電子工作ブログランキング参加中です。1クリックお願いします。


コメント・トラックバックも歓迎です。 ↓      


 ↓ この記事が面白かった方は「拍手」をお願いします。

tag: Quantum_ESPRESSO PWscf 擬ポテンシャル 

PWscfのインストール

Quantum ESPRESSO(PWscf)は第一原理バンド計算パッケージです。AkaiKKR(machikaneyama)ecaljが全電子法を用いているのに対して、Quantum ESPRESSOは擬ポテンシャル法を用いています。擬ポテンシャル法は、計算速度が速いことが特徴です。計算が速いということは、全電子法では時間が掛かりすぎて現実的でないような計算、具体的には構造緩和や分子動力学が可能だということです。したがって Quantum ESPRESSO で緩和させた構造を入力ファイルとして ecalj のQSGW計算を行うといった連携も考えられます。

今回は ubuntu 16.04 に Quantum ESPRESSO をインストールしてみます。とはいえ Quantum ESPRESSO は極めてメジャーなソフトウエアなので、インストール方法を解説したページは容易に見つかります。私はquantum ESPRESSO tutorial2. quantum-ESPRESSOのインストールを参考にしました。

wget http://qe-forge.org/gf/download/frsrelease/247/1132/qe-6.2.1.tar.gz
tar xzvf qe-6.2.1.tar.gz
cd qe-6.2.1/
./configure
make all



Quantum ESPRESSO(PWscf)のウエブページを見ると、最新版はGitLabあるいはqe-forgeからソースコードをダウンロードするように書かれています。今回は wget を使って qe-6.2.tar.gz をダウンロードします。

wget http://qe-forge.org/gf/download/frsrelease/247/1132/qe-6.2.1.tar.gz


次にダウンロードされたファイルを展開します。

tar xzvf qe-6.2.1.tar.gz


ファイルが正しく展開された後は、アーカイブは削除してしまって構いません。どこかに保存しておいたほうがいいかもしれませんが。

rm qe-6.2.1.tar.gz


新しく作られたフォルダへ移動し、コンフィグを実行します。

cd qe-6.2.1/
./configure


configure: success と表示されれば成功です。Intel Fortran Compiler または gfortran がインストールされていれば、基本的には上手く行くはずですが・・・

いよいよ make します。単純に make とだけ端末でタイプすると make のオプションが表示されます。2. quantum-ESPRESSOのインストールでは make pw pp ph で充分と書かれているのですが、私はmake allとしてしまいました。

make all


途中でいくつか warning がでますが bin/ ディレクトリを見てみるとちゃんとバイナリファイルが出来ているようです。

関連エントリ




参考URL




参考文献/使用機器




フィードバック



にほんブログ村 その他趣味ブログ 電子工作へ

 ↑ 電子工作ブログランキング参加中です。1クリックお願いします。


コメント・トラックバックも歓迎です。 ↓      


 ↓ この記事が面白かった方は「拍手」をお願いします。

tag: Quantum_ESPRESSO PWscf 

FC2カウンター
カテゴリ
ユーザータグ

LTspiceAkaiKKRmachikaneyamaScilabKKRPSoC強磁性CPAPICOPアンプecalj状態密度常微分方程式モンテカルロ解析odeトランジスタインターフェースDOSPDS5022スイッチング回路定電流半導体分散関係シェルスクリプト乱数レベルシフトHP6632A可変抵抗温度解析トランジスタ技術ブレッドボードR6452AI2C確率論セミナー数値積分反強磁性バンドギャップ熱設計非線形方程式ソルバ絶縁バンド構造偏微分方程式三端子レギュレータフォトカプラカオスマフィンティン半径ISO-I2CGW近似LM358A/DコンバータシュミットトリガLEDUSB数値微分サーボアナログスイッチ補間発振回路カレントミラー直流動作点解析TL43174HC4053PC817C単振り子FFTVESTA開発環境bzqlty電子負荷量子力学基本並進ベクトルパラメトリック解析標準ロジックチョッパアンプBSchLDAアセンブラブラべ格子2ちゃんねるイジング模型PWscf状態方程式仮想結晶近似キュリー温度Quantum_ESPRESSO熱伝導VCAスイッチト・キャパシタewidth最適化QSGWTLP621GGASMPMaxima失敗談位相図六方最密充填構造繰り返しスピン軌道相互作用相対論ランダムウォークFETgfortranコバルトスレーターポーリング曲線ラプラス方程式抵抗cygwin不規則合金格子比熱熱力学マントル条件分岐MCU井戸型ポテンシャルダイヤモンドQNAPUPS固有値問題シュレディンガー方程式自動計測ガイガー管詰め回路OpenMPTLP521ハーフメタルLM555ubuntufsolveブラウン運動平均場近似NE555ZnOTLP552QuantumESPRESSOxcrysdenCIF最小値最大値awkフェルミ面テスタ第一原理計算Ubuntu差し込みグラフFXA-7020ZR三角波過渡解析Writer509データロガースーパーセル起電力CK1026AACircuitMAS830LフィルタMBEP-10PGAトランスナイキスト線図ノコギリ波負帰還安定性EAGLEOPA2277PIC16F785CapSenseLMC6622SC1815入出力固定スピンモーメントFSMTeX結晶磁気異方性全エネルギーc/a合金multiplotgnuplot非線型方程式ソルバL10構造正規分布等高線ジバニャン方程式初期値interp1fcc面心立方構造ウィグナーザイツ胞半金属デバイ模型磁気モーメント電荷密度重積分SIC不純物問題ゼーベック係数cif2cellPWgui擬ポテンシャル二相共存ウルツ鉱構造edeltquantumESPRESSOフォノンリジッドバンド模型スワップ領域BaO岩塩構造ルチル構造ヒストグラム確率論マテリアルデザインフラクタルマンデルブロ集合キーボードRealforceクーロン散乱三次元疎行列縮退化学反応関数フィッティング最小二乗法Excel直流解析PCTS-110TS-112日本語パラメータ・モデル等価回路モデル文字列状態図陰解法熱拡散方程式HiLAPW両対数グラフCrank-Nicolson法連立一次方程式specx.fifort境界条件片対数グラフグラフの分割円周率ヒストグラム不規則局所モーメントGimpシンボル軸ラベル凡例線種トラックボール

最新コメント
リンク

にほんブログ村 その他趣味ブログ 電子工作へ