ABACUS 自旋轨道耦合

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#

SOC需要与计算匹配的全相对论赝势；仅写lspinorb=1并不能把普通标量相对论赝势变成全相对论赝势。这里用Si的FR赝势演示nspin=4与SOC设置。研究磁各向异性能量时还需严格的k点和能量收敛，不能用本例精度直接报告微小能量差。

1 准备并提交#

python new-case.py soc-si
cd work/soc-si
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：soc-si。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#

soc-si/INPUT 的完整内容：

INPUT_PARAMETERS
suffix tutorial
calculation scf
basis_type pw
ecutwfc 40
scf_thr 1e-8
scf_nmax 150
ks_solver cg
device gpu
precision double
cal_force 1
cal_stress 1
pseudo_dir ../../PP_ORB
orbital_dir ../../PP_ORB
out_chg 1
out_pot 1
out_wfc_pw 1
nspin 4
lspinorb 1
noncolin 1
symmetry -1

重点检查：nspin、lspinorb、noncolin、symmetry。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_FR-1.1.upf

NUMERICAL_ORBITAL
Si_gga_8au_100Ry_2s2p1d.orb

LATTICE_CONSTANT
10.26

LATTICE_VECTORS
0 0.5 0.5
0.5 0 0.5
0.5 0.5 0

ATOMIC_POSITIONS
Direct
Si
0.0
2
0 0 0 1 1 1
0.25 0.25 0.25 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。

4 提取和重画#

回到资料包根目录：

module load ase/3.29.0
python plot.py soc
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