ABACUS 实操教程

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。

按实际任务阅读#

• 从三个输入文件开始：以金刚石硅为例完成第一次单点计算。
• 截断能与k点收敛：分别改变平面波截断能和k网格，其他设置保持不变。
• PW、LCAO与求解器选择：PW由截断能控制基组，LCAO需要额外的数值原子轨道文件。
• 电荷混合、占据与电子温度：对相同Si结构演示电荷混合、展宽、固定占据和电子数设置。
• 原子位置优化与固定原子：将一个Si原子的分数坐标轻微偏移，只优化原子位置。
• 晶胞优化、压力与形状约束：calculation=cell-relax同时允许晶胞和原子位置变化。
• 能量体积扫描：依次缩放晶格常数，保持分数坐标不变，得到能量随体积的变化。
• LDA、GGA与meta-GGA：dft_functional选择交换关联泛函，SCAN依赖Libxc。
• HSE杂化泛函：3.10.1的本例使用LCAO数值轨道和LibRI进行HSE计算。
• D2、D3与D3(BJ)色散修正：vdw_method分别选择d2、d3_0、d3_bj。
• SCF到能带路径：先用均匀k网格收敛电荷密度，再用calculation=nscf、init_chg=file沿高对称路径计算。
• DOS与轨道投影输出：DOS应使用较密的均匀k网格，并设置足够的空带；能带高对称路径不能用来积分DOS。
• 电荷、静电势、ELF与波函数：out_chg、out_pot、out_wfc_pw分别控制电荷密度、势和波函数输出。
• Mulliken与矩阵导出：Mulliken电荷依赖局域轨道基组，不等于形式氧化态。
• 铁磁、反铁磁与非共线磁性：共线自旋通常用nspin=2，并在STRU给出初始磁矩。
• 自旋轨道耦合：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。
• NiO的DFT+U：NiO示例用不同Ni类型给出反铁磁初值。
• 表面电场与补偿电荷：薄层模型必须留真空，锯齿势不连续点和栅极补偿电荷应放在真空区域。
• 隐式溶剂：imp_sol开启连续介质溶剂模型，eb_k设置体相介电常数。
• 从头算分子动力学：分别演示NVE、NVT、Langevin与NPT。
• 恒温器与短轨迹分析：在md_type=nvt下通过md_thermostat选择恒温算法。
• 电子与分子动力学续算：电子重启必须保留匹配的电荷或波函数；MD续算还需要Restart_md.dat及对应步的结构/速度。
• 水分子、幽灵基组与BSSE：官方本例是单个水分子与O、H、H三个原子片段，不是水二聚体。
• Phonopy声子与热力学：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。
• Berry相位与极化：先得到绝缘体系的自洽电荷，再沿三个方向分别进行Berry相位计算。
• 连接Wannier90：本例使用金刚石碳的四条价带。
• 实时TDDFT与外场响应：在H2分子上施加短时间外场，记录电子时间传播和偶极响应。
• 线性响应TDDFT：ks-lr先求Kohn–Sham基态，再构造线性响应激发问题。
• 随机DFT与高温电子：随机DFT通过随机轨道与Chebyshev展开估计电子态。
• 无轨道DFT与动能泛函：OFDFT直接以电子密度为变量，使用动能密度泛函与局域赝势；不是把Kohn–Sham计算的轨道输出关掉。
• 内置经典势、FIRE与MSST：ABACUS也有Lennard-Jones经典势执行路径。
• 准原子轨道与RDMFT：QO分析将目标轨道空间映射到准原子轨道，需关注投影完整性。
• 赝势类型与数值精度：超软赝势和单精度都有后端与实现条件。
• Kubo–Greenwood电子输运：从有限温度电子结构计算频率相关的电导与电子热导。

环境、工具与完整功能表#

• 环境与任务提交
• 辅助工具与机器学习数据导出
• 官方功能全景与参数索引
• 版本、构建与外部扩展

先跑通小模型，再对自己的材料做基组、k点、结构、时间和统计收敛。本专题保留实际能量和原始文件，不把流程演示当作收敛研究。

进一步查阅#

• ABACUS专题导航
• 官方文档
• 3.10.1版本源码和示例

原ABACUS环境与使用说明继续保留，已有书签仍可使用。