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EPW计算B掺杂金刚石的电子和声子线宽及谱函数

准备工作

该例子在EPW/examples/diamond/文件夹中

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cd EPW/examples/diamond/
tree -L 1

.
├── epw：包含运行epw.x的输入文件
├── phonons：包含计算声子的输入文件
└── pp：包含赝势文件

3 directories, 0 files

1. 第一步是计算不可约楔中的声子。对于这个例子，我们使用一个6x6x6的声子波矢量粗网格。首先进入phonon目录：

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cd phonons
mpirun -np 4 pw.x -npool 4 < scf.in > scf.out

自洽计算

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tree -L 1

.
├── Ref
├── diam.save
├── diam.xml
├── ph.in
├── pp.py
├── scf.in
└── scf.out

2 directories, 5 files

2. 使用QE的ph.x代码计算动态矩阵、声子频率和自洽势的变化

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mpirun -np 4 ph.x -npool 4 < ph.in > ph.out
tree -L 1

.
├── Ref
├── _ph0
├── diam.dyn0
├── diam.dyn1
├── diam.dyn10
├── diam.dyn11
├── diam.dyn12
├── diam.dyn13
├── diam.dyn14
├── diam.dyn15
├── diam.dyn16
├── diam.dyn2
├── diam.dyn3
├── diam.dyn4
├── diam.dyn5
├── diam.dyn6
├── diam.dyn7
├── diam.dyn8
├── diam.dyn9
├── diam.save
├── diam.wfc1
├── diam.wfc2
├── diam.wfc3
├── diam.wfc4
├── diam.wfc5
├── diam.wfc6
├── diam.wfc7
├── diam.wfc8
├── diam.xml
├── input_tmp.in
├── ph.in
├── ph.out
├── pp.py
├── scf.in
└── scf.out

3 directories, 32 files

3. 通过pp.py复制.dyn, .dvscf, .phsave文件到save文件夹

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python pp.py
diam # prefix 
16 #  number of irreducible q-points
mv diam.save ../epw

4. 计算粗布里渊区网格上的Kohn-Sham波函数和特征值。

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cd ../epw
mpirun -np 4 pw.x  -npool 4 < nscf.in > nscf.out

现在我们有了运行EPW所需的所有信息。

用EPW计算电子和声子线宽

我们从计算声子线宽开始，这是声子自能的虚部。

通过在epw.in中设置 phonselfen = .true. 实现

The phonon linewidths are calculated for ‘’’q’’’-points included in the filed specified by the key filqf = 'meshes/path.dat' inside epw.in

1. 在这个例子中，由meshs/path.dat文件指定的波向量沿着金刚石布里渊区域的LΓX线。

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mpirun -np 4 epw.x -npool 4 < epw.in > epw.out

现在我们转到“电子线宽”。在这种情况下，我们必须对声子q点积分。因此，我们必须更改精细网格nqf1，并指定包含我们想要计算线宽的k个点的文件filkf。此外，由于我们现在只考虑布里渊区k点的一个子集，我们不能自动确定费米能级，但我们需要在输入中给出这个参数。在这个例子中，我们使用在输出文件epw中获得的费米能级。我们在计算声子线宽时得到了上述结果。在实际操作中，我们在epw2.in文件中设置了以下输入参数：

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efermi_read = .true.
fermi_energy = 13.209862

2. 然后运行：

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mpirun -np 4 epw.x -npool 4 < epw2.in > epw2.out

3. 为了计算谱函数，运行：

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mpirun -np 4 epw.x -npool 4 < epw3.in > epw3.out

技术说明：自能的实部还需要计算所谓的Debye-Waller项，例如参见 Poncé et al, Phys. Rev. B 90, 214304 (2014).当前版本的EPW只计算Fan-Migdal自能。

在金属和掺杂半导体的情况下，Debye-Waller项可以，在很好的近似，被认为是一个状态相关常数，因为它是真实的和频率无关的

计算电声耦合的不同软件

[1] https://wiki.yambo-code.eu/wiki/index.php/Electron_Phonon_Coupling

[2] https://indico.ictp.it/event/8301/session/96/contribution/534/material/0/0.pdf

[3] https://gpaw.readthedocs.io/algorithms.html

[4] https://docs.abinit.org/tutorial/eph_legacy/

[5] https://docs.epw-code.org/doc/Tutorials.html

[6] https://docs.epw-code.org/doc/B-doped-diamond.html