ecaljの実行手順(GW近似)

ecaljはLDAとGW近似の両方の計算ができる第一原理計算パッケージです。GW近似を用いた計算でも、通常のLDA計算とほとんど変わらない手続きで計算を行うことができます。今回は、ecaljでGW近似を用いた計算を行う手順をまとめます。

  1. 結晶構造ファイル ctrls.si の作成
  2. 制御ファイル ctrl.si の作成
  3. 構造のチェック(省略可): lmchk
  4. 計算の前準備: lmfa
  5. GW計算入力ファイル GWinput の作成
  6. ワンショットGW計算: gwsc
  7. QSGW収束計算: gwsc
  8. ポスト処理(状態密度の描画など)



ecaljのLDA計算とGW近似計算


ecaljは通常の局所密度近似(LDA)計算とGW近似を用いた計算の両方ができる第一原理計算パッケージです。ecaljでシリコンのバンド構造(LDA計算)では、ecaljの実行手順(LDA計算)でまとめた計算手順に従ってシリコンのバンド構造を描画しました。

次にシリコンのバンドギャップがGW近似によってどの程度改善されるかを見る事を考えます。今回のエントリではその前にGW計算の手順をまとめておきます。基本的には、LDA計算のときの手続きとほぼ同じです。GW近似計算を行う前に、必ずしもLDA計算を行っておく必要はないため(というか勝手にやってくれるようなので)、最初からGW近似計算をやることもあると思うので、全く同じ部分も省略せずにecaljの実行手順(LDA計算)と同じ内容を書いておきます。

ecaljのファイル命名規則に書いた通りecaljのファイル名は ctrls.si の様に拡張子の部分に物質名を書く規則なので、今回のエントリで si となっている部分は、計算したい系に応じて適宜読み替えてください。

1. 結晶構造ファイル ctrls.si の作成


結晶構造を指定するファイルは ctrls.si です。
このファイルには、最低限で以下の3つの情報が必要です。
  • 格子定数 a (Bohr)
  • 基本並進ベクトル
  • 基底の原子位置

#で始まる行はコメント、%constで始まる行は定数の定義です。
ファイルの内容はLDA計算のときとまったく同一です。

2. 制御ファイル ctrl.si の作成


このステップもLDA計算と同じです。結晶構造ファイルctrls.si から半自動的に制御ファイルのテンプレート ctrl.si を作成することができます。
ctrlgenM1.py si
cp ctrlgenM1.ctrl.si ctrl.si

結晶構造ファイル ctrls.si と非常に名前が良く似ていますが、制御ファイル ctrl.si は別のファイルです。

3. 構造のチェック: lmchk


省略

4. 計算の前準備: lmfa


lmfa si

LDA計算と同様に計算の前準備をします。

5. GW近似用ファイルの作成


ここからがGW計算に必要なステップです。
mkGWIN_lmf2 si

上記のようにタイプするとn1=のように、値を聞かれるので3回とも2などの整数を入力します。

cp GWinput.tmp GWinput

mkGWIN_lmf2が半自動的にGW計算の入力ファイルのテンプレートを作成してくれるので、ユーザーは本番用にコピーします。

6. ワンショットGW計算


まずワンショットGW計算を行います。
gwsc 0 -np 2 si

gwsc に続く整数の部分に0を指定するとワンショット計算になります。

7. QSGW収束計算


収束させる場合は gwsc に続けて整数を指定します。
gwsc 5 -np 2 si

この整数の値はイテレーションの回数+1です。

8. ポスト処理


ポスト処理はLDA計算と同じです。以下の例は全状態密度を計算します。
job_tdos si -np 2


関連エントリ




参考URL




参考文献/使用機器




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