ABACUS 铁磁、反铁磁与非共线磁性

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#

共线自旋通常用nspin=2，并在STRU给出初始磁矩。反铁磁需要把相反磁矩的同种元素划成不同原子类型并指定相反初值。非共线计算使用自旋量子态及方向信息，须关注总磁矩和局域磁矩是否落入目标态。初始磁矩只是起点，不保证最后仍保持设定值。比较FM/AFM能量时须确保结构、原子数和精度一致。

1 准备并提交#

python new-case.py official-spin_polarized-FM
cd work/official-spin_polarized-FM
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：official-spin_polarized-FM、official-spin_polarized-AFM、official-noncollinear-BCC_Fe_NC_ground_state。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#

official-spin_polarized-FM/INPUT 的完整内容：

INPUT_PARAMETERS
pseudo_dir ../../PP_ORB
orbital_dir ../../PP_ORB
suffix ABACUS
calculation scf
ecutwfc 100
scf_thr 1.0e-5
scf_nmax 150
out_chg 0
smearing_method gaussian
smearing_sigma 0.015
mixing_type pulay
mixing_ndim 10
mixing_beta 0.1
ks_solver elpa
basis_type lcao
symmetry 0
nspin 2
out_mul true
device gpu

重点检查：nspin、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
Fe 55.845 Fe_ONCV_PBE-1.0.upf

NUMERICAL_ORBITAL
Fe_gga_9au_100Ry_4s2p2d1f.orb

LATTICE_CONSTANT
1.889725989

LATTICE_VECTORS
    2.8328152400000000    0.0000000000000000    0.0000000000000000
    0.0000000000000000    2.8328152400000000    0.0000000000000000
    0.0000000000000000    0.0000000000000000    2.8328152400000000
ATOMIC_POSITIONS
Direct

Fe
1.0
2
0.0 0.0 0.0    mag 5
0.5 0.5 0.5    mag 5

K_POINTS
0
Gamma
5 5 5 0 0 0
### If you are running an energy calculation, please make sure your final energy is
### converged with respect to the k-point settings, unless you set a loose k-point
### mesh on purpose.

对照输入的差别#

official-spin_polarized-AFM：结构或KPT不同，使用该目录自己的完整文件。 official-noncollinear-BCC_Fe_NC_ground_state：

noncolin true
nspin 4
lspinorb true

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 spin
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