ABACUS 专题

ABACUS 电导网格、空带与展宽实操

18条件的实际k点、空带、Gaussian/Lorentzian、积分时间和非局域速度控制。

更新于 2026-10-29约 4 分钟阅读按任务与环境选择适用配置
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下载18个条件的输入、原生谱线、电流关联与速度矩阵,解压进入附件根目录。先读取已有结果:

bash analyze.sh

表和数组在reference/analysis,高清图在reference/figures。整套新计算可提交:

sbatch submit.slurm

附件在新的work中运行,已有work时请新解压。当前复现模板分配1张P100,但本功能实际使用该主机的CPU执行路径:它不会因申请了GPU而获得GPU加速。此模板用于复现当前案例;单独的生产电导任务应选择合适CPU资源及匹配构建,勿把device改成gpu就视为已验证。本例没有8173M节点性能数据。

使用ABACUS3.10.1模块abacus/3.10.1-p100,GNU13.3、HPC-X2.50/OpenMPI5.0.10rc2环境,计算指定CPU双精度、1个MPI进程和1个线程;ASE3.29.0/NumPy负责后处理。P100模块的CUDA环境为12.8,这批KG路径未用GPU。

1 一次只比较一类设置#

本篇18个条件共同组成一套KG数值控制,不是18种独立物性。主要参考为al-kg-k4:4×4×4请求网格、32带、kBT=0.1Ry、高斯FWHM=0.5eV。

比较 实际条件 固定的主要设置
k网格 2、3、4、6、8 32带、0.1Ry、0.5eV
带数 8、16、24、32、48、64 4网格、0.1Ry、0.5eV
高斯宽度 0.2、0.5、1.0eV 4网格、32带、0.1Ry
核函数 Gaussian/Lorentzian 同FWHM=0.5eV
电子温度 0.01、0.1、0.3Ry 4网格、32带、0.5eV
积分/采样 cond_dt=0.01/0.02、cond_dw=0.1/0.2 其他同主要参考
速度算符 cond_nonlocal=0/1 相同SCF设置

所有完整INPUT/STRU/KPT均在附件。只修改一项时,可直接在相应干净输入上改下面这些参数:

# Lorentzian核;仍使用相同0.5eV半高全宽
cond_smear 2
cond_fwhm 0.5
# 更密的频率网格,单位eV
cond_dw 0.1
# 更小的响应时间积分步长,单位Ry^-1
cond_dt 0.01

2 k网格不能靠一条平滑曲线判断#

本版本symmetry 0仍利用时间反演。请求网格2³/3³/4³/6³/8³和实际计算的k点数应区分,轨道占据中已经包含实际k权重及自旋因子,后处理不能再额外乘一次权重。

实际k网格和带数控制

请求网格 原生k点数 程序首两点外推DC / S·m⁻¹
2×2×2 8 739759.0
3×3×3 14 96837.1
4×4×4 36 115357.0
6×6×6 112 1240450.0
8×8×8 260 186815.0

这里变化明显且不单调,8网格也只是比较参考,不能说已收敛。只调宽谱线把峰抹平,也不能替代k采样。

python - <<'PY'
import csv
names={f'al-kg-k{k}' for k in [2,3,4,6,8]}
with open('reference/analysis/conditions.csv') as f:
    for r in csv.DictReader(f):
        if r['name'] in names:
            print(r['mesh'],r['kpoints_native'],r['sigma_DC_extrapolated_Sm'])
PY

3 空带要同时检查电导和电子热导#

本例3个价电子不代表只需要两个占据带。有限电子温度会有部分占据,响应还需要目标能量窗内的空态。检查最高带残余占据,也要比较σ与κ整条谱线,后者含额外能量权重,不能只看总能量或一条电导曲线。

python - <<'PY'
import csv
with open('reference/analysis/conditions.csv') as f:
    for r in csv.DictReader(f):
        if r['name'].startswith('al-kg-b') or r['name']=='al-kg-k4':
            print(r['nbands'],r['weighted_top_band_occupation'],
                  r['sigma_peak_Sm'],r['kappa_DC_extrapolated_WmK'])
PY

32/48/64带对当前0.1Ry模型的谱线已很接近,不代表其他温度、能量窗口或材料也只需32带。加大kBT或计算窗口后应重新检查带尾。

4 展宽、采样间隔与响应时间一起看#

真实展宽、核函数和独立变换

高斯与洛伦兹同FWHM也不是同一个核。较窄的0.2eV核配0.2eV采样间隔时,峰形可能采得不够细,需要进一步加密;有限参数对照不能冒充数值收敛。

je-je.txt的原生时间单位是Ry⁻¹,每单位约0.0483777fs,是通常Hartree原子时间的两倍。本版本积分使用ħ/Ry的约定;别直接照MD里另一种a.u.时间换算。时间列是响应关联的积分变量,不是离子动力学轨迹。

非局域速度开关只改变电流算符,本例对应SCF能量一致,但谱线有显著差别。生产使用应保留与赝势相匹配的速度算符。

本例有限0~8eV范围的谱面积不是完整f-sum规则;不能用截断窗口强行要求恢复全部电子数。

需要根据你的体系选择资源?联系讨论计算需求。实际可用软件与权限,以当前账户和运行环境为准。

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