FourPhonon专题

FourPhonon:omega_max筛选哪些声子模

用真实Si模型的60 rad/ps上限验证入射模筛选,说明P和WP、模式编号及中间态求和的边界。

更新于 2026-11-11约 3 分钟阅读按任务与环境选择适用配置
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omega_max限制当前被计算的入射声子模频率。它可以缩小某些相空间计算的输出范围,但不是把材料中所有高频声子从相互作用里删掉。本篇只在谐波/相空间路径演示,不把截断输出用于完整热导。

下载实际输入、参考数值和终端脚本。

unzip fourphonon-CONTROL-wave671-*.zip
cd fourphonon-CONTROL
bash results.sh
bash plot.sh

以上只读参考表并绘图,不启动DFT。新的原生计算以普通账号sbatch job.slurm提交,脚本自动准备干净目录、计算并提取结果;reference-data/是已完成参考,results/才是新执行的提取结果。CPU申请cpu-8173m独占整节点1任务×56核,本小例内部1MPI×1线程,计费仍按整节点。程序为FourPhonon1.3-fix20260924 CPU版,oneAPI2024.2、Intel MPI2021.13与顺序MKL,适用AVX512 CPU;本例不报告CPU节点性能对照。

1. 设置上限并提交#

cat inputs/case/CONTROL
sbatch job.slurm

关键设置为:

&parameters
 T=300
 omega_max=60
 scalebroad=1
 num_sample_process_3ph=-1
 num_sample_process_3ph_phase_space=-1
 num_sample_process_4ph=-1
 num_sample_process_4ph_phase_space=-1
&end
&flags
 onlyharmonic=.true., four_phonon=.true.
 convergence=.false., four_phonon_iteration=.false.
 nonanalytic=.false., isotopes=.false., autoisotopes=.false.
 espresso=.false., tdep=.false., nanowires=.false.
&end

本例同样采用真实Si二阶常数、2原子原胞、2³力常数超胞、3³ q网格,质量28.0855099896 u。只提供二阶常数,完整结构段仍在附件CONTROL中。

2. 单位是rad/ps#

omega_max=60等于约9.54929659 THz,不是60 THz;从角频率转普通频率除以2π。更改这个参数没有改动力常数或谐波本征频率。

head case/BTE.omega
head results/incoming-cutoff.csv

当前4个不可约q点×6条分支,共存储24个模。上限实际保留11个,13个高于上限。高于上限的入射模在根目录P3/P4与温度目录WP3/WP4中为0;低于上限的值与同一模型完整计算逐值对应。

实际60 rad/ps筛选前后的P/WP入射模范围,图示WP3/WP4

3. 编号对应不要弄反#

BTE.omega是“不可约q点×分支”;BTE.WP*按分支循环,每个分支再列q点。在Python里比较时:

import numpy as np
omega = np.loadtxt('case/BTE.omega')
wp = np.loadtxt('case/T300K/BTE.WP4')[:,1]
frequency_rad_ps = omega.T.ravel()
print('stored modes:', len(frequency_rad_ps))
print('retained:', np.count_nonzero(frequency_rad_ps <= 60))
print('high-frequency WP:', wp[frequency_rad_ps > 60])

这里的24是不可约网格存储的模数,不是完整27个q点×6分支的162个模。做布里渊区求和还应带上BTE.qpoints中等价点权重。

实际入射模筛选矩阵与安装版44项CONTROL字段分组

4. 不能把上限当成完整物理模型#

入射模筛选后,已保留模的伙伴态/中间态求和仍使用该程序原有完整空间。它不等于“高于60 rad/ps的声子不再参与低频模散射”。这里也没有把没算到的高频散射率0当作无限寿命,再拼出一份所谓完整热导。

head reference-data/Si-FourPhonon-frequency-cutoff.csv

表中同时保留未筛选参考与当前筛选值,显示哪些0来自有意限制。正式研究若需要全模热导,保持足够大的上限并实际覆盖相关模;不要用局部输出代替全布里渊区结果。

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