ALAMODE 命令与流程:从位移到有限温度性质
按 ALM 两个主模式和 ANPHON 四个主模式选教程,串起位移、拟合、声子、SCPH、RTA、QHA 的终端操作与前后文件。
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ALAMODE 的日常工作主要由 alm 和 anphon 两个程序完成,方法由输入中的 MODE 选择。先确定要算什么,再准备对应输入;不要只换 MODE,却继续使用上一种方法的文件。
module load alamode/1.5.0
which alm anphon
当前环境为 ALAMODE 1.5.0,oneAPI 2024.2、Intel MPI、MKL 顺序库。以下每种主模式都配有本站实际运行的示例、输入、数据和图片;材料模型与具体参数的适用范围见各篇。
ALM:生成位移和拟合#
MODE |
做什么 | 从哪篇开始 |
|---|---|---|
suggest |
按对称性生成需要的原子位移模式 | 谐波位移与力常数拟合 |
optimize |
用位移与原子力估计力常数 | 三阶、四阶拟合、分组交叉验证 |
alm suggest.in > suggest.log
python /public/software/alamode/1.5.0/8173m/tools/displace.py --help
python /public/software/alamode/1.5.0/8173m/tools/extract.py --help
alm fit.in > fit.log
生成位移只是准备结构,还没有得到原子力。接下来要用 VASP、LAMMPS 等计算每个位移结构的力,再按对应格式提取到 DFSET,最后拟合。本站 Si64 示例实际使用经典 SW 势;换成 DFT 时要保持所有结构的电子参数、原子顺序和力精度一致,不能拿示例 SW 的 XML 代替自己材料的力常数。
optimize 下还可选择 LMODEL = ols、enet、adaptive-lasso。OLS 示例见高阶拟合,后两者及独立测试见正则化参数选择;它们是拟合方法,不是 ANPHON 的声子计算模式。
ANPHON:四个主模式怎样接续#
MODE |
输入里还要准备什么 | 典型输出与教程 |
|---|---|---|
PHONONS |
谐波 XML、原胞、路径或积分网格 | 色散、态密度、固定晶胞热力学 |
SCPH |
谐波与四阶力常数、SCPH 网格与收敛参数 | 有限温度频率、有效二阶力常数 |
RTA |
谐波、三阶力常数、散射网格和温度 | 晶格热导率、寿命与平均自由程 |
QHA |
高阶力常数、弹性和应变耦合、结构优化设置 | ZnO 晶胞与内部位置优化、三种优化方案 |
这些方法的启动命令相同,区别在各自的输入文件及物理近似:
anphon input.in > anphon.log
tail -20 anphon.log
ls
正式任务把命令写入 ALAMODE 的 CPU Slurm 模板,在申请到的资源中执行。不要把安装编译选项、材料输入和运行模式混为一谈。
从自己的结构出发的一条完整路线#
- 准备并优化参考结构,检查单位、晶胞、原子顺序及动力学稳定性。
alm suggest.in生成位移模式,用displace.py生成实际超胞结构。- 计算各位移结构的原子力,用
extract.py或教程中的对应转换工具提取。 alm fit.in得到力常数,先检查独立测试结构上的预测误差。- 用
PHONONS检查色散和态密度,再按目标转入 SCPH、RTA 或 QHA。 - 读取实际输出文件,提取数据和画图,检查网格、位移、截断、温度及采样参数。
谐波热容并不等于包含全部非谐效应的定压热容;RTA 不等于完整迭代 BTE;固定晶胞 SCPH 也不自动包含热膨胀。上述索引帮助选择主流程,各教程保留自己实际使用的近似与数据范围。
常用辅助工具#
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