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声子色散-有限位移

Step 1：结构优化

POSCAR-unitcell：初始晶胞结构

INCAR：

SYSTEM = SiC relax
ENCUT = 520
ICHARG = 2
EDIFF = 1E-5
EDIFFG = -0.05

IBRION = 2
ISIF = 3
NSW = 100

ISMEAR = 0
SIGMA = 0.05
PREC = Accurate

KPOINTS：推荐 Monkhorst–Pack 网格，比如 6 6 6。
POTCAR：元素对应的赝势。

📌 运行 VASP，最后得到优化后的 CONTCAR → 作为后续 POSCAR-unitcell。

Step 2：生成位移超胞

目标：生成有限位移所需的超胞。

1	phonopy -d --dim="2 2 2" -c POSCAR-unitcell

说明：

--dim="2 2 2"：构造 2×2×2 的超胞。
输出：多个 POSCAR-xxx 文件，每个文件表示一个原子被轻微位移后的结构。

Step 3：VASP 批量计算

目标：对每个位移超胞计算。

📂 输入文件（放在每个 xxx 目录里）：

POSCAR ← 从 POSCAR-xxx 复制而来

for i in $(seq 1 8); do
    dir=$(printf "%03d" $i)
    mkdir -p $dir
    cp POSCAR-$dir $dir/POSCAR
done

INCAR：

ISMEAR = 0
SIGMA  = 0.01
IBRION = -1
EDIFF  = 1E-08
PREC   = Accurate
ENCUT  = 500
IALGO  = 38
LREAL  = .FALSE.
LWAVE  = .FALSE.
LCHARG = .FALSE.
ADDGRID= .TRUE.

（与声子谱有限位移计算相同，不让离子移动，仅计算力）

KPOINTS：比如 4 4 4（根据超胞大小适当缩小 k 网格）。
POTCAR：对应的赝势。

INCAR、POTCAR、KPOINTS

for i in $(seq 1 160); do
    dir=$(printf "%03d" $i)
    cp 001/INCAR 001/KPOINTS 001/POTCAR $dir/
done

📌 每个目录运行 VASP，得到 vasprun.xml。

run vasp

for i in $(seq 1 8); do
	dir=$(printf "%03d" $i)
	cd $dir/
	echo "----" $i "----"
	mpirun -np 4 vasp_std
	cd ..
done

Step 4：提取力常数

收集所有 vasprun.xml 文件，提取二阶 & 三阶力常数。

1	phonopy -f {001..008}/vasprun.xml

{001..008}包括所有的结构

Step 5：后处理

写 band.conf

ATOM_NAME = 4H-SiC
DIM       = 2 2 2
BAND      = 0 0 0  1/2 0.0 0.0, 1/2 0 0 1/3 1/3 0.0, 1/3 1/3 0 0.0 0.0 0.0,  0.0 0.0 0.0  0.0 0.0 1/2  
BAND_LABELS = G M K G A

画图

1
2
3

phonopy -c POSCAR-unitcell -p band.conf
# 导出画图
phonopy-bandplot --gnuplot band.yaml > band.dat

有虚频一般是扩胞太小

声子色散-密度泛函微扰

结构优化

同上

扩胞

同上，使用SPOSCAR

微扰计算

- NSW = 1
- IBRION = 8(微扰计算，声子计算专用)
- NPAR,NCORE,KPAR等并行参数都关闭，不然会报错
- 为了减小计算量，建议打开对称性开关 ISYM = 2

力常数计算

1	phonopy --fc calc/vasprun.xml

得到FORCE_CONSTANTS

后处理

同上

1
2
3

phonopy -c POSCAR-unitcell -p band.conf
# 导出画图
phonopy-bandplot --gnuplot band.yaml > band.dat

参考

[1] https://blog.csdn.net/Piaen/article/details/148568434

[2] https://www.jun997.xyz/2022/07/14/276373048e9d.html

← IGBT Ic/Vce 特性声子色散关系计算（VASP） →

声子色散关系计算（VASP+phonopy）