PWscf计算实例及说明

PWSCF 程序包（早期的叫法），或称为ESPRESSO程序（改名后的叫法)，它包括了多几个计算模块，主要的是电子自洽计算模块pw.x，晶格动力学计算模块 (ph.x, phcg.x, dynmat.x,d3.x等)，后续数据处理模块pp.x，电子输运性质计算模块pwcond.x，分子动力学模块cp.x等 一、自洽计算

例子：fcc Cu的自洽计算 &control

calculation='scf'

restart_mode='from_scratch', pseudo_dir = './', outdir='./' prefix='cu' tstress = .true. tprnfor = .true. / &system

ibrav = 2, celldm(1) =6.73, nat= 1, ntyp= 1, ecutwfc = 25.0, ecutrho = 300.0

occupations='smearing', smearing='gaussian', degauss=0.02 /

&electrons

diagonalization='david' conv_thr = 1.0e-8 mixing_beta = 0.7 /

ATOMIC_SPECIES

Cu 63.55 Cu.pz-d-rrkjus.UPF ATOMIC_POSITIONS Cu 0.0 0.0 0.0 K_POINTS (automatic) 8 8 8 0 0 0 解释:

在电子自洽计算中需设置以下几个方面的参数： 1）控制计算的部分，也就是要设置 &control .....

第一个'/'之间的关键词。

关键词calculation赋值为'scf'表示此计算是进行自洽电荷密度计算；

restart_mode表示是否是接着上一次的计算而继续的计算，赋值为'from_scratch'意味着是进行一次全新的计算开始；

pseudo_dir用来设置赝势文件所在的目录，赋值为'./'表示赝势文件放在当前计算目录； outdir用来设置计算过程中输出文件（比如波函数、电荷密度以及势）输出到哪个目录中。赋值为'./'表示这些输出文件将放到当前计算目录中；

prefix用来定义当前计算作业的标题名，它将是一些主要输出文件的文件名。赋值为'cu'用来标记当前计算作业是对Cu进行计算；

tstress 用来设置在自洽计算过程中是否计算体系的应力，设置为 .true.表示在自洽计算过程中要计算体系的应力；

tprnfor 用来设置在自洽计算过程中是否计算体系中原子所受的力，设置为 .true.表示在自洽计算过程中要计算体系中原子所受的力;

2)、 描述所计算的体系（包括它的晶格类型、晶格常数或结构参数、原胞基矢、原胞中原子的类型数目和总的原子数目）、平面波的切断动能（也就是在展开KS轨道或 晶体波函数的平面波切断动能；另外，还包括在计算电荷密度时，展开的平面波的切断动能）、确定电子占有数的方法及相关的参数。也就是由 &system ..........

第二'/'之间的关键词来设置。

ibrav用来归属体系所属的晶格类型，赋值为2表示所计算的体系是fcc结构；

celldm(1)用来设置体系的第一个晶格常数，因为所计算的体系是fcc结构，只需设置celldm(1)，相当于指定晶格常数a的值；

nat用来指明体系的原胞中原子的总共数目，赋值为1表示所计算的原胞中只有一个原子； ntyp用来指明体系中原子类型的数目，赋值为1表示所计算的体系只有一种类型的原子； occupations用来设置确定电子占有数的方法，赋值为'smearing'表示采用smearing的方法来确定电子的占有数，随后须设置smearing和degauss关键词；

smearing用来指明确定电子占有数的一种具体的smearing方法，赋值为'gaussian'表示采用Gaussian函数来确定电子占有数；

degauss用来确定smearing方法中有关函数的展宽参数，赋值为0.02表示上面Gaussian函数中的展宽参数为0.02。

3）、设置电子自洽计算中本征矢量（波函数）和本征值的计算算法，自洽收敛的标准。也就是 &electrons ......

和第三个'/'之间的关键词来设置。

diagonalization用来设置在求KS方程的本征矢量和本征值时，采用具体的什么算法，赋值为'david'表示采用Davidson iterative diagonalization with overlap matrix方法； conv_thr用来设置自洽收敛标准，赋值为自洽循环过程总能的变化小于1.0e-8的化，那自洽计算就停止；

mixing_beta用来设置自洽计算过程中前后两次电荷密度混合的参数。

4）、指明体系中原子的元素名，原子量以及所采用的赝势，即ATOMIC_SPECIES 后面的设置，它们的顺序要和后面原子的坐标一一对应起来。 Cu 63.55 Cu.pz-d-rrkjus.UPF

表示所计算的体系中原子是Cu，它的原子量为63.55，它的赝势文件为Cu.pz-d-rrkjus.UPF。

5）、给出体系原胞中原子的坐标位置，也就是ATOMIC_POSITIONS 后面的设置： Cu 0.0 0.0 0.0

表示原胞中第一个原子是Cu，它位于原胞的原点。

6）、k点取样的设置，也就是K_POINTS 后面的设置：

K_POINTS (automatic) 表示由程序采用M-P方法自动确定k点，需给出k点取样网格的大小，以及是否在产生k点后对这些点进行平移。 8 8 8 0 0 0

表示采用8x8x8的网格来确定k点，而且不对k点进行平移。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/tqlp.html