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嵐の第33回CMDワークショップとAkaiKKRのYoutube動画

第33回CMDワークショップは、不幸にも上陸した台風とバッティングしたため、2日目が休講になりました。

この日のビギナーコースではAkaiKKR(machikaneyama)のチュートリアルが予定されていましたが、当然ながらそれもキャンセル。3日目の最後に行われた懇談会では、ビギナーコースの方たちからAkaiKKRの演習ができなくて残念だったという声を聴きました。

そこでYoutubeで公開されているAkaiKKRの演習動画を紹介します。



第5回CCMSハンズオン(ソフトウェア講習会): AkaiKKRチュートリアル 1. KKR法
http://www.slideshare.net/cms_initiative/cmsi-38020198
第5回CCMSハンズオン(ソフトウェア講習会): AkaiKKRチュートリアル 2. AkaiKKRの実習
http://www.slideshare.net/cms_initiative/akai-kkr-handson2

アドバンストコース相当の内容と開催場所の関連から、ビギナーコースの講義よりも難易度は高めかも知れませんが、自習も可能だと思います。

---

当ブログでCMDワークショップのAkaiKKR演習と関係ありそうなエントリは、以下のような感じ。

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tag: AkaiKKR machikaneyama KKR CPA 

DFT計算用データベース MatNavi

AkaiKKR(machikaneyama)ecalj, Quantum ESPRESSO(PWscf)といった第一原理計算パッケージを用いるには、色々なデータベースがあると便利です。

物質・材料研究機構(NIMS)が、この目的に適したデータベースを公開しています。
利用にはユーザー登録が必要ですが無料です。ユーザー登録自体はとても簡単です。今回は、雰囲気を紹介するためにいくつかのデータを見てみます。


状態図


実際に計算する物質が組成や温度によってどのような相を撮るのかを確認しておくことは重要です。計算状態図データベース(CPDDB)には、熱力学パラメータから計算された状態図が収録されています。例えば、以下に示すのは Fe-Cr の二元系状態図です。

crfe_lee.png
Fig.1: 計算状態図データベース(CPDDB)で見ることが可能な状態図の一例、 Fe-Cr 二元系状態図。


結晶構造


実際の第一原理計算には、格子定数や原子位置などの詳細な結晶構造データが必要です。

無機材料データベース(AtomWork)では、これらのパラメータやX線回折パターンを表示することが出来ます。

2018y06m10d_005628909.jpg
Fig.2: 無機材料データベース(AtomWork)で見ることの出来る結晶構造の一例、MgAl2O4の結晶構造。ただし、実際にはCIF形式のファイルをダウンロードしてVESTAなどで描画するほうが便利なことが多い。


更に結晶構造を記述するCIF形式のファイルをダウンロードすることも可能です。色々な第一原理計算パッケージがCIFから入力ファイルを作成する機能を持っています。たとえば本ブログでもCIFからecalj入力の作成, CIFからecalj入力の作成 その2です。

またCIFから直接入力ファイルを作る機能が無いDFTパッケージであってもVESTAなどを経由して比較的に簡単に入力ファイルを作成することが出来る場合も多いです。例えばVESTAでAkaiKKRのための基本並進ベクトルPWscfの入力作成補助などです。

バンド構造


第一原理計算を実行する際、既知のバンド構造の計算結果と比較して、答え合わせを行っておくことはとても重要です。電子構造計算データベース (CompES-X)を利用してバンド構造や状態密度などを確認することが出来ます。

2018y06m09d_234430344.png
Fig.3: 電子構造計算データベース (CompES-X)で確認できるバンド構造の一例、PbTeのバンド構造。


関連エントリ




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tag: AkaiKKR machikaneyama ecalj QuantumESPRESSO 状態図 分散関係 状態密度  

AkaiKKRで窒化ガリウム

AkaiKKR(machikaneyama)ウルツ型結晶構造の窒化ガリウムGaNの計算を行いました。

hexGaN.png
Fig.1: ウルツ型構造の窒化ガリウムの状態密度


ウルツ型構造の結晶構造はFig.2のような六方晶です。このCIFはCrystallography Open Databaseからダウンロードすることが出来ます。

2018y04m17d_140952920.png
Fig.2: ウルツ型窒化ガリウムの結晶構造


AkaiKKRの入力ファイルは、以下のようになりました。原子位置(atomicx)はVESTAでAkaiKKRのための基本並進ベクトルの方法で出力したものを利用しました。

c----------------------GaN-----------------------------------
go data/GaN
c------------------------------------------------------------
c brvtyp a c/a b/a alpha beta gamma
hex 6.01 , 1.6245 , , , , ,
c------------------------------------------------------------
c edelt ewidth reltyp sdftyp magtyp record
0.001 1.8 sra mjw nmag 2nd
c------------------------------------------------------------
c outtyp bzqlty maxitr pmix
update 4 200 0.03
c------------------------------------------------------------
c ntyp
2
c------------------------------------------------------------
c type ncmp rmt field mxl anclr conc
Ga 1 1 0.0 2
31 100
N 1 1 0.0 2
7 100
c------------------------------------------------------------
c natm
4
c------------------------------------------------------------
c atmicx atmtyp
0.333333343a 0.666666687b 0.000000000c Ga
0.666666627a 0.333333313b 0.500000000c Ga
0.333333343a 0.666666687b 0.384999990c N
0.666666627a 0.333333313b 0.884999990c N
c------------------------------------------------------------


関連エントリ




参考URL




付録


このエントリで使用したファイルを添付します。ファイル名末尾の".txt"を削除して、"_"を"."に変更すれば使えるはずです。(参考:ねがてぃぶろぐの付録)


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tag: AkaiKKR machikaneyama KKR 状態密度 

AkaiKKRで磁鉄鉱

AkaiKKR(machikaneyama)でスピネル型の結晶構造を持つ磁鉄鉱(マグネタイト)Fe3O4の計算を行いました。この計算はYanase and Siratori (1984, J. Phys. Soc. Jpn)で報告されている通り、基底状態ではハーフメタリックな強磁性体になります。(ハーフメタルに関してはAkaiKKRでハーフメタルを参照。)

fccMagnetitie-dos.png
Fig.1: 磁鉄鉱の状態密度。基底状態ではハーフメタルになる。


入力ファイル


磁鉄鉱の結晶構造は以下のように図示できます。

2017y09m18d_154337081.png
Fig.2: 磁鉄鉱の結晶構造


一見すると複雑な結晶構造ですが、fcc格子を持つと考えると計算セルの中の原子の数は14個まで減ります。鉄のAサイトの位置は ±(1/8, 1/8, 1/8) で、Bサイトの位置は (0, 0, 1/2), (1/4, 0, 3/4), (0, 1/4, 3/4), (1/4, 3/4, 0) です。酸素のサイトは ±(-u, u±1/4, -u), ±(-u, -u, u±1/4) で磁鉄鉱の場合 u=0.0048 です。結局、入力ファイルは以下のようになります。

c------------------------------------------------------------
go data/fccMagnetite
c------------------------------------------------------------
c brvtyp a c/a b/a alpha beta gamma
fcc 15.87 , , , , , ,
c------------------------------------------------------------
c edelt ewidth reltyp sdftyp magtyp record
0.001 0.9 sra mjw mag 2nd
c 0.001 1.2 sra mjw mag 2nd
c------------------------------------------------------------
c outtyp bzqlty maxitr pmix
update 4 200 0.035
c------------------------------------------------------------
c ntyp
3
c------------------------------------------------------------
c type ncmp rmt field mxl anclr conc
Fe1 1 1 0.0 2
26 100
Fe2 1 1 0.0 2
26 100
O 1 1 0.0 2
8 100
c------------------------------------------------------------
c natm
14
c------------------------------------------------------------
c atmicx atmtyp
1/8 1/8 1/8 Fe1
-1/8 -1/8 -1/8 Fe1
0 0 1/2 Fe2
1/4 0 3/4 Fe2
0 1/4 3/4 Fe2
1/4 3/4 0 Fe2
0.2548 0.2548 0.2548 O
-0.2548 -0.2548 -0.2548 O
0.2548 -0.0048 -0.0048 O
-0.2548 0.0048 0.0048 O
-0.0048 0.2548 -0.0048 O
0.0048 -0.2548 0.0048 O
-0.0048 -0.0048 0.2548 O
0.0048 0.0048 -0.2548 O
c------------------------------------------------------------


バンド構造


以下にブロッホスペクトル関数(バンド構造)を示します。バンド構造から見てもハーフメタルになっていることが分かります。

Magnetite-up.png
Magnetite-dn.png
Fig.3-4: バンド構造


関連エントリ




参考URL




付録


このエントリで使用したファイルを添付します。ファイル名末尾の".txt"を削除して、"_"を"."に変更すれば使えるはずです。(参考:ねがてぃぶろぐの付録)


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tag: AkaiKKR machikaneyama KKR 強磁性 ハーフメタル 状態密度 分散関係 

Ubuntuでシンボリックリンクの作成

AkaiKKR(machikaneyama)などのソフトウエアパッケージをインストールする際に、以前のバージョンも残しておきたいと思うことが良くあります。一方で、最新版には簡単にアクセスできるようにもしておきたいです。そこで最新版のディレクトリにシンボリックリンクを作成すると便利です。Windowsで言うところのショートカットです。現在の最新版である January 17, 2018 を ~/kkr/20180117/cpa2002v009c/ にインストールしてあるとして、以下のようにコマンドを打ち込みます。

ln -s ~/kkr/20180117/cpa2002v009c/ ~/kkr/cpa2002v009c


このようにする事によって、あたかも ~/kkr/cpa2002v009c/ に最新版があるかのように操作することが出来ます。新しいバージョンが公開されたら、シンボリックリンクだけを作り直せばOKです。

参考URL




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tag: Ubuntu AkaiKKR machikaneyama 

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