ABACUS Phonopy声子与热力学

本篇采用鸢算科技集群 ABACUS 3.10.1 的实际输入与输出。下载实操资料包，解压后进入 abacus-examples。inputs 是干净输入，cases 是参考结果，work 用于你的新计算。

这篇要做什么#

先生成位移超胞，再对每个位移结构做单点力计算，禁止在这一步优化结构。接着提取FORCE_SETS，再求声子色散、态密度和谐振近似热力学。本例为2×2×2硅超胞与有限k点的教学计算；虚频需要排查结构、超胞、力精度和采样，不能随手删除。Phonopy4使用phonopy-init完成建模与力提取。

1 准备并提交#

python new-case.py phonon-force
cd work/phonon-force
sbatch run.sh

提交脚本使用核时分区模板。套餐用户按自己的资源权限用 yskit 生成提交脚本，保留相同的 ABACUS 计算命令。不要在登录节点直接运行计算。

本篇资料目录：phonon-force。其他对照例回到资料包根目录，换目录名后用同样三个命令提交。

2 核心输入#

phonon-force/INPUT 的完整内容：

INPUT_PARAMETERS
suffix tutorial
calculation scf
basis_type pw
ecutwfc 40
scf_thr 1e-10
scf_nmax 150
ks_solver cg
device gpu
precision double
cal_force 1
cal_stress 1
pseudo_dir ../../PP_ORB
orbital_dir ../../PP_ORB

重点检查：cal_force、scf_thr、calculation。参数与说明应按3.10.1理解；官网 latest 的新增参数见版本与扩展范围。

ATOMIC_SPECIES
Si	28.0855	Si_ONCV_PBE-1.0.upf

NUMERICAL_ORBITAL
Si_gga_8au_100Ry_2s2p1d.orb

LATTICE_CONSTANT
1.0

LATTICE_VECTORS
0.00000000000000 10.2600000000000 10.2600000000000
10.2600000000000 0.00000000000000 10.2600000000000
10.2600000000000 10.2600000000000 0.00000000000000

ATOMIC_POSITIONS
Direct

Si
0
16
0.00137837579200 -0.0000000000000 0.00000000000000 1 1 1
0.50000000000000 0.00000000000000 -0.0000000000000 1 1 1
0.00000000000000 0.50000000000000 -0.0000000000000 1 1 1
0.50000000000000 0.50000000000000 -0.0000000000000 1 1 1
0.00000000000000 -0.0000000000000 0.50000000000000 1 1 1
0.50000000000000 -0.0000000000000 0.50000000000000 1 1 1
0.00000000000000 0.50000000000000 0.50000000000000 1 1 1
0.50000000000000 0.50000000000000 0.50000000000000 1 1 1
0.12500000000000 0.12500000000000 0.12500000000000 1 1 1
0.62500000000000 0.12500000000000 0.12500000000000 1 1 1
0.12500000000000 0.62500000000000 0.12500000000000 1 1 1
0.62500000000000 0.62500000000000 0.12500000000000 1 1 1
0.12500000000000 0.12500000000000 0.62500000000000 1 1 1
0.62500000000000 0.12500000000000 0.62500000000000 1 1 1
0.12500000000000 0.62500000000000 0.62500000000000 1 1 1
0.62500000000000 0.62500000000000 0.62500000000000 1 1 1

K_POINTS
0
Gamma
2 2 2 0 0 0

3 检查输出和实际结果#

squeue -u "$USER"
tail -n 30 stdout.log
ls OUT.*

确认正常结束后，再检查电子收敛、几何或时间步终止条件以及本篇需要的结果文件。SCF电子收敛不等于晶胞或原子优化完成。

总能量是整个输入晶胞的量；不同原子数、赝势、泛函或物理条件的数值不能直接相减。CPU路径也在分配的计算资源中执行，本表不提供CPU节点性能对照。

实际使用的Phonopy 4命令#

module load phonopy/4.8.3
cd phonopy
phonopy-init --abacus -d --dim="2 2 2" -c STRU
# 对每个STRU-001等位移结构提交ABACUS单点力计算
phonopy-init --abacus -f ../cases/phonon-force/OUT.tutorial/running_scf.log
phonopy phonopy_disp.yaml --band="0 0 0 0.5 0 0.5 0.5 0.25 0.75 0 0 0" --band-points=31 --writefc

本例一个不等价位移已足够生成对称性关联的位移集合。最后两个命令使用资料包参考力；要处理自己的结果，把路径换成自己的工作目录。

4 提取和重画#

回到资料包根目录：

module load ase/3.29.0
python plot.py phonopy
ls figures

plot.py读取对应原始日志或结果文件；已有CSV在 analysis。结构可打开输出的 STRU.cif，cube可在VESTA查看。保留原始数据、坐标单位和参数，修改绘图不能改变计算结果。

进一步查阅#

• ABACUS专题导航
• 官方文档
• 3.10.1版本源码和示例