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高压下固体材料结构的计算机模拟—WH

已有 4582 次阅读 2013-4-21 20:32 |系统分类:教学心得| 计算机, 材料

第一次课—20130321

王晖  【whatjl@gmail.com

为大家提供实际应用的课,想学啥可以mail WH。

共32 课时,约16讲,重练习,有兴趣可以做小体系。

 

WHY SIMULATION? $\rightarrow$ TO  explore 实验“无人区”

                  $\rightarrow$ combine with 实验: 按图索骥;水落石出;补充实验

     e.g.:

  • Thermal and electrical conductivity of iron at Earth's core

  • Li -Be alloys (两个作者很牛)

  • Na 有金属相 $\rightarrow$ 指导实验

  • PtN一系列文章工作 $\rightarrow$ 引导实验

  • Ca

只有分析好,解释物理现象 $\Rightarrow$ 有好工作

HOW  SIMULATIONtools:http://www.psi-k.org/codes.shtml


课程内容—研究需求:

  1. 结构:能量最小原理     (Lv Jian ’s    Li文献)

  2. 压致相变:压力—总能关系

  3. 物态方程

  4. 弹性模量:工业生产很重视:VASP可直接做

  5. 能带:看闭合,带隙,斜率,m*

  6. DOS:峰位匹配 $\rightarrow$ 耦合程度;杂化;  分立能态:每个轨道上的

  7. 电荷:eif 课表示局部结构

  8. 成键

  9. 硬度:有两个好模型(以后讲)

  10. LD

  11. 软膜:虚声子,二级相变。声子很重要!如果有虚频 $\rightarrow$ 振出去了 $\rightarrow$ 回不来了(沿着这个方向,可能有个稳定结构) $\rightarrow$ 有相变

  12. 拉曼、红外: $\rightarrow$ 单独讲

  13. 超导:富氢体系 CaLi2


Linux:找时间练,装软件

  • /bin   可执行文件,控制机器

  • /home  

  • shell 文本界面,用户余程序交互的工具

  • 基本命令:cp mv rm cat more head tail ls mkdir cd

  • install package:Google + Baidu =各种说明   this part needs time to learn

  • 虚拟机和Samba套件


第二次课—20130401

固体物理

Miller index(hlk)

平行晶面:面间距dhlk : $\left ( \frac{1}{b} \right )^{^{2}}= \left ( \frac{h}{a} \right )^{2}+\left ( \frac{l}{b} \right )^{2}+\left ( \frac{k}{c} \right )^{2}$

倒格子:①描述晶面②单晶衍射课观察到③Miller index是正格子与倒格子的纽带

7个晶系

14个格子

对称性

↓滑移、旋进

230个空间群


三种常用的结构文件:①cif②POSCAR(VASP中)③XSF

phonopy:找空间群的软件

phonopy——symmetry  找空间群,操作看对称性

  • PPOS 原胞

  • BPOS 单胞

apps/xsfconvert $\rightarrow$ 小软件(tool)

把POSCAR转成XSF的命令:v2xsf BPOSCAR    v2xsf PPOSCAR

xCrySDen 是常用软件,下载11.4版本,静态即可,不用编译

tool $\rightarrow$ k-path


第三次课 20130411   和爽吃饭忘了有课了……

 


第四次课 20130418   上机课,练习提优化任务


第五次课 20130422   上机课,继续联系提优化任务

vi ~./bashrc

uname -a 查看版本

我的作业:五一回来后讲 铁磁序与反铁磁序  参考教材《固体物理导论》[美]基泰尔 著   项金钟 吴兴杰 译     Chemical Industry Press 出版社

第六次课 20130425    晶体结构预测—这节课邀请了CALYPSO程序开发小组的负责人,王彦超,为大家讲解晶体结构预测 技术的思想、CALYPSO的功能、及重要参数。

卡利普索小调

参数:

pso的收敛标准有两个

体积:可找类似结构,扩大10%

距离::截断半径之和的0.8:也可从MS里读,稍小一点就好

split:

 

 第七次课 20130506

 

电子局域函数ELF   0.5是电子气,越接近1 越是好的共价键

研究电荷密度梯度AIM理论,有个好网站

可通过这个预测H出现在哪里,

 

查分电荷密度  谁相对谁    晶体的-院子的

 

分类能态密度    

 

能带图,看黛西是够有交叠,有即为金属,直接带息在同一个点上的,压制金属化

某一个轨道分布宽认为电子有强相互作用,平的

分析共价键时强方向共价键,看分类DOS,如果峰位对应好,就是有。

 第八次课 20130509

 1  使用SCrySDen。网页上有使用手册,画图很好用,尤其是带面的图

2   /home/apps/teaching教学目录

3   看电荷转移 ,用Bander ,ACF.dat文件最常用

4   如何安装一个软件,make 就像exe。有自己的一套脚本,有兴趣可以看。.f90是源文件,我们用的编译器都是
FC = gfortran

在安装前clean下,只剩下.f90,然后make,就可以用了。调用一些别的库,要给出路径。动态和静态,也可用共享方法。

5   CharGCAR可以直接用VESTA读

6  在算dos和band时,自洽计算用大的K点,为了得到好的电荷密度。倒空间里0.02~0.015即可

7   能带计算非自洽时:高对称方向(沿不可约区的边)上的点的选取有两种办法:1用老师的pdf文件去找;2用SCrySDen去找(把方向找出来,自动出点)

8  DOS后期处理:DOSCAR文件中有3列数据:能量,电荷密度,电荷密度的积分

把写好的小脚本cp到目录下,编译就可以用了。编译命令:gfortan, 输出a.out文件,再重命名mv就可以了;或者用gfortan-o  A B编译(把A编译后命名为B)

9 作业:NaCl的band dos chargdiff bader

kmesh选0.02就可以

10   画图:位图,失真。矢量图不失真!字体Garamond  24号加粗  有很多线叠在一起时可以交替用半填充,空心的区别开;灰色不稳定的结构,弱化。一张图尽量多包含信息,说明可以很长。

分类dos :通常从两种方式区分,一是颜色,二是线型。

能带:不需要画全部,只要区分开倒带顶、底 就可以

11  zz _software下有软件,VESTA,网上既有手册也有视频。要去学习

 第八次课 20130516

做个小体系

电子化合物——Ca2N

碱土金属和氮以前没发过太高的文章,只有篇X2N的文章,像这样的体系,虽不大,但你做了出结构就能写!

 

结构预测什么时候做3倍胞?老师的是4倍胞结构看出了1倍的,然后回头做了3倍胞的。

开放轨道:电子在能带上移动不闭合

在做计算前,要先与实验对比,看选取的交换关联函数是否合理,看c/a。怎么做的ecut和k点的测试。

以老师为单位,我们马老师组做Sr2N 。一个组最多提一个8核的任务,4倍胞

进队列:pbs -Q moon:可以看加拿大计算机网站

 

声子计算:welcome——phonopy.v.1.6.4:http://phonopy.sourceforge.net/

有虚频说明动力学不稳定,那么沿着软膜方向移动原子,会找到一个能量更低结构。但有使用范围,否则0温时有虚频但是稳定的结构。

phonopy -

 

 

热力学性质:零点震动能(尤其是含H体系)

自由能

熵 S(entropy):体系的状态数越大,S越大

 

准简写近似:考虑了声子受温度的影响,可用phonopy来做,

 

做声子扩胞前的POSCAR一定是优化好的,力常数精度要高。

 

 

 

 

 



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