1. Quantum Espresso笔记

Quantum espresso能带计算

我们以结晶并五苯(pentacene)为例,晶体结构的POSCAR如下:

Compound 2:bulk:(C 11)(H 7)4:aP(14):P1 (1):primitive:650.15
1.0
   16.1188755412    0.0781414009   -0.6972845178
   -0.2153177472    4.3894069983    1.4089523468
   -0.2161270465    1.7328090476    9.7489649276
  C  H  
   44   28
Selective dynamics
Direct
  0.221193218067  0.500157490236  0.066143063796   T   T   T   ! C
  0.375010596417  0.519614414552  0.076272634217   T   T   T   ! C
  0.528336061292  0.539692276019  0.082138550041   T   T   T   ! C
  0.681827085193  0.557207300652  0.088072019005   T   T   T   ! C
  0.835822149434  0.572472041301  0.098627319669   T   T   T   ! C
  0.147590633526  0.317304162133  0.101362254891   T   T   T   ! C
  0.299338340653  0.339184249304  0.112296907646   T   T   T   ! C
  0.452065827051  0.358271894139  0.119304985611   T   T   T   ! C
  0.604858449458  0.377512696146  0.124588667680   T   T   T   ! C
  0.757605882435  0.394109286310  0.132700059367   T   T   T   ! C
  0.909382126883  0.405992813106  0.147517351782   T   T   T   ! C
  0.147867528919  0.974929154815  0.186207373444   T   T   T   ! C
  0.299538895520  0.989561853701  0.197690320539   T   T   T   ! C
  0.452257514589  0.007328788658  0.203862382007   T   T   T   ! C
  0.604979021241  0.026815482924  0.209112591878   T   T   T   ! C
  0.757487949020  0.044521691963  0.218063784810   T   T   T   ! C
  0.909092866662  0.063495874742  0.232141358087   T   T   T   ! C
  0.221563137983  0.809800587297  0.233722085756   T   T   T   ! C
  0.375453800836  0.827238414980  0.241542739443   T   T   T   ! C
  0.528821811530  0.845391777724  0.246211824890   T   T   T   ! C
  0.681798120430  0.864443798627  0.253105916915   T   T   T   ! C
  0.835292326825  0.882064616884  0.265371361281   T   T   T   ! C
  0.220585431207  0.965478619111  0.569452103122   T   T   T   ! C
  0.374318851540  0.988671830911  0.575679615129   T   T   T   ! C
  0.527557497480  0.010335754140  0.582183439987   T   T   T   ! C
  0.680617797465  0.027965998424  0.590278018668   T   T   T   ! C
  0.834178114535  0.050551170109  0.594750730715   T   T   T   ! C
  0.147318725852  0.043046398108  0.608577777547   T   T   T   ! C
  0.298982602872  0.067889303154  0.612762190094   T   T   T   ! C
  0.451656352214  0.091002979982  0.618692926430   T   T   T   ! C
  0.604392779854  0.110502948493  0.626370870149   T   T   T   ! C
  0.757069764404  0.129341529465  0.632900202204   T   T   T   ! C
  0.908577752956  0.152512071669  0.638102499342   T   T   T   ! C
  0.148219845977  0.214960838673  0.693603461421   T   T   T   ! C
  0.299902568162  0.246170259122  0.698130401448   T   T   T   ! C
  0.452672968644  0.271962016994  0.703325237629   T   T   T   ! C
  0.605653942628  0.291316638403  0.711166725497   T   T   T   ! C
  0.758499104339  0.309101950627  0.717640561340   T   T   T   ! C
  0.910214013723  0.326231682445  0.722332098914   T   T   T   ! C
  0.222277195573  0.320139600031  0.736827016398   T   T   T   ! C
  0.376170817588  0.350930909560  0.740174122468   T   T   T   ! C
  0.529667290251  0.374279454115  0.746513947518   T   T   T   ! C
  0.683388613905  0.391364340024  0.754592971258   T   T   T   ! C
  0.837380456496  0.408213694257  0.761140049087   T   T   T   ! C
  0.527860178256  0.796762049331  0.000541649276   T   T   T   ! H
  0.681518949456  0.815113532109  0.007935766448   T   T   T   ! H
  0.836202530553  0.830973870690  0.020018747154   T   T   T   ! H
  0.088878525956  0.439505061501  0.064518473434   T   T   T   ! H
  0.968154357958  0.541951569516  0.122189779594   T   T   T   ! H
  0.089410841869  0.837073544056  0.212961892297   T   T   T   ! H
  0.967570586598  0.939947564129  0.270614574248   T   T   T   ! H
  0.221359768851  0.550534020103  0.311335476619   T   T   T   ! H
  0.375863089577  0.569888707304  0.322643593788   T   T   T   ! H
  0.529460339393  0.588350874341  0.327565016660   T   T   T   ! H
  0.681833123870  0.606473247761  0.333421402728   T   T   T   ! H
  0.834664949248  0.623049583021  0.342812195510   T   T   T   ! H
  0.219573960416  0.861789709041  0.491959137416   T   T   T   ! H
  0.373620168651  0.893054905374  0.495009386337   T   T   T   ! H
  0.526836561758  0.915856645067  0.500940662823   T   T   T   ! H
  0.679397783989  0.931312429548  0.509866560312   T   T   T   ! H
  0.832495773911  0.947275914786  0.517024078266   T   T   T   ! H
  0.088310982139  0.964012496543  0.576234750200   T   T   T   ! H
  0.966283822394  0.091048681255  0.609170037610   T   T   T   ! H
  0.090074293227  0.269337297828  0.724301629719   T   T   T   ! H
  0.969690472538  0.401163834313  0.755002875298   T   T   T   ! H
  0.223084155891  0.422804844572  0.814717668059   T   T   T   ! H
  0.377059398784  0.445997759472  0.821132332481   T   T   T   ! H
  0.530864461551  0.469417781696  0.827474640398   T   T   T   ! H
  0.684884902699  0.486360638040  0.835726300881   T   T   T   ! H
  0.839209932318  0.510852821349  0.839136314117   T   T   T   ! H
  0.221090551822  0.758944429874  0.988463220932   T   T   T   ! H
  0.374588024478  0.778011684716  0.996614865790   T   T   T   ! H
结构可视化如图所示:
第一步可以直接利用下面网页小工具自动转化为QE的输入文件:

P2P (densityflow.com)

直接把上面的内容复制下来,命名为pw.in,这就是我们需要的QE的输入文件
接下来准备赝势文件,可以到下面网站上下载:

PSlibrary – QUANTUMESPRESSO (quantum-espresso.org)

下载好之后和上面的输入文件放在同一个文件夹,当前文件夹有如下内容:
直接提交任务,输入命令:

nohup mpirun -np 20 pw.x < pw.in > pw.out &
自洽计算结束之后将pw.in中calculation='scf'修改为calculation='bands',并输入高对称点,这里我直接将原来的pw.in复制为pw.band.in,

! generated by QEtk 2024-02-23 10:59:27 UTC+8
&CONTROL
  title='Compound 2:bulk:(C 11)(H 7)4:aP(14):P1 (1):primitive:650.15',
  calculation='bands', pseudo_dir='./', outdir='./tmp', verbosity='high',
  tprnfor=.true., tstress=.true., forc_conv_thr=1.0d-4, nstep=100,
/
&SYSTEM
  ibrav= 0, nat= 72, ntyp= 2,
  occupations = 'smearing', smearing = 'gauss', degauss = 1.0d-2,
  ecutwfc = 50, ecutrho = 500,
  nspin = 1,
  nbnd = 112,
/
&ELECTRONS
  conv_thr = 1.0d-8
  mixing_beta = 0.7d0
/
&IONS
/
&CELL
  press_conv_thr=0.1
/
ATOMIC_SPECIES
 C  12.01  C.pbe-rrkjus.UPF
 H  1.008  H.pbe-rrkjus.UPF
CELL_PARAMETERS (angstrom)
  16.1188755412  0.0781414009 -0.6972845178
  -0.2153177472  4.3894069983  1.4089523468
  -0.2161270465  1.7328090476  9.7489649276
ATOMIC_POSITIONS (crystal)
   H  0.5278601783  0.7967620493  0.0005416493
   H  0.6815189495  0.8151135321  0.0079357664
   H  0.8362025306  0.8309738707  0.0200187472
   H  0.0888785260  0.4395050615  0.0645184734
   C  0.2211932181  0.5001574902  0.0661430638
   C  0.3750105964  0.5196144146  0.0762726342
   C  0.5283360613  0.5396922760  0.0821385500
   C  0.6818270852  0.5572073007  0.0880720190
   C  0.8358221494  0.5724720413  0.0986273197
   C  0.1475906335  0.3173041621  0.1013622549
   C  0.2993383407  0.3391842493  0.1122969076
   C  0.4520658271  0.3582718941  0.1193049856
   H  0.9681543580  0.5419515695  0.1221897796
   C  0.6048584495  0.3775126961  0.1245886677
   C  0.7576058824  0.3941092863  0.1327000594
   C  0.9093821269  0.4059928131  0.1475173518
   C  0.1478675289  0.9749291548  0.1862073734
   C  0.2995388955  0.9895618537  0.1976903205
   C  0.4522575146  0.0073287887  0.2038623820
   C  0.6049790212  0.0268154829  0.2091125919
   H  0.0894108419  0.8370735441  0.2129618923
   C  0.7574879490  0.0445216920  0.2180637848
   C  0.9090928667  0.0634958747  0.2321413581
   C  0.2215631380  0.8098005873  0.2337220858
   C  0.3754538008  0.8272384150  0.2415427394
   C  0.5288218115  0.8453917777  0.2462118249
   C  0.6817981204  0.8644437986  0.2531059169
   C  0.8352923268  0.8820646169  0.2653713613
   H  0.9675705866  0.9399475641  0.2706145742
   H  0.2213597689  0.5505340201  0.3113354766
   H  0.3758630896  0.5698887073  0.3226435938
   H  0.5294603394  0.5883508743  0.3275650167
   H  0.6818331239  0.6064732478  0.3334214027
   H  0.8346649492  0.6230495830  0.3428121955
   H  0.2195739604  0.8617897090  0.4919591374
   H  0.3736201687  0.8930549054  0.4950093863
   H  0.5268365618  0.9158566451  0.5009406628
   H  0.6793977840  0.9313124295  0.5098665603
   H  0.8324957739  0.9472759148  0.5170240783
   C  0.2205854312  0.9654786191  0.5694521031
   C  0.3743188515  0.9886718309  0.5756796151
   H  0.0883109821  0.9640124965  0.5762347502
   C  0.5275574975  0.0103357541  0.5821834400
   C  0.6806177975  0.0279659984  0.5902780187
   C  0.8341781145  0.0505511701  0.5947507307
   C  0.1473187259  0.0430463981  0.6085777775
   H  0.9662838224  0.0910486813  0.6091700376
   C  0.2989826029  0.0678893032  0.6127621901
   C  0.4516563522  0.0910029800  0.6186929264
   C  0.6043927799  0.1105029485  0.6263708701
   C  0.7570697644  0.1293415295  0.6329002022
   C  0.9085777530  0.1525120717  0.6381024993
   C  0.1482198460  0.2149608387  0.6936034614
   C  0.2999025682  0.2461702591  0.6981304014
   C  0.4526729686  0.2719620170  0.7033252376
   C  0.6056539426  0.2913166384  0.7111667255
   C  0.7584991043  0.3091019506  0.7176405613
   C  0.9102140137  0.3262316824  0.7223320989
   H  0.0900742932  0.2693372978  0.7243016297
   C  0.2222771956  0.3201396000  0.7368270164
   C  0.3761708176  0.3509309096  0.7401741225
   C  0.5296672903  0.3742794541  0.7465139475
   C  0.6833886139  0.3913643400  0.7545929713
   H  0.9696904725  0.4011638343  0.7550028753
   C  0.8373804565  0.4082136943  0.7611400491
   H  0.2230841559  0.4228048446  0.8147176681
   H  0.3770593988  0.4459977595  0.8211323325
   H  0.5308644616  0.4694177817  0.8274746404
   H  0.6848849027  0.4863606380  0.8357263009
   H  0.8392099323  0.5108528213  0.8391363141
   H  0.2210905518  0.7589444299  0.9884632209
   H  0.3745880245  0.7780116847  0.9966148658
K_POINTS {crystal_b}             !复制写入的高对称点
14
   0.0000000000   0.0000000000   0.0000000000   20  !GAMMA          
   0.5000000000   0.0000000000   0.0000000000   20  !X                                                                !
   0.0000000000   0.5000000000   0.0000000000   20  !Y              
   0.0000000000   0.0000000000   0.0000000000   1  !GAMMA                                                     !
   0.0000000000   0.0000000000   0.0000000000   20  !GAMMA          
   0.0000000000   0.0000000000   0.5000000000   20  !Z                                                                !
  -0.5000000000  -0.5000000000   0.5000000000   20  !R_2            
   0.0000000000   0.0000000000   0.0000000000   1  !GAMMA                                                         !
   0.0000000000   0.0000000000   0.0000000000   20  !GAMMA          
   0.0000000000  -0.5000000000   0.5000000000   20  !T_2                                                              !
  -0.5000000000   0.0000000000   0.5000000000   20  !U_2            
   0.0000000000   0.0000000000   0.0000000000   1  !GAMMA                                                         !
   0.0000000000   0.0000000000   0.0000000000   20  !GAMMA          
   0.5000000000  -0.5000000000   0.0000000000   20  !V_2
修改好之后提交任务:

nohup mpirun -np 20 pw.x < pw.band.in > pw.band.out &
接下来进行能带后处理,准备band.pp文件:

&bands                        
    outdir='tmp'
      filband = 'c.bands.dat'
/
运行命令:

bands.x<band.pp>band.out
准备c.plotband.in:

c.bands.dat          !刚刚得到的dat文件
-10 10               !绘制纵坐标范围
c.bands.xmgr
c.bands.ps                  
3.4375 ev            !费米能级            
2  3.4375 ev         !2为步长,后面为零点,这里把零点设置为费米能级,也就是以费米能级为坐标的零点
其中费米能级可以在第一步自洽的输出文件pw.out中查找
最后输入命令:plotband.x<c.plotband.in>c.plotband.out可得到能带的图片c.bands.ps,可以用ps打开
Comments to: Quantum espresso能带计算

您的邮箱地址不会被公开。 必填项已用 * 标注