SIESTA：Si计算从输入到结果
用实际Si2算例准备完整FDF、提交CPU任务，检查电子收敛并认识HSX、EIG、KP、XV和RHO等输出。
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SIESTA使用局域原子轨道基组与实空间网格。本文先跑固定结构Si2，再分开学习基组和网格、原子与晶胞优化，最后用sisl处理实际输出。
1. 准备完整输入#
先下载文末资料包，在个人新目录解压：
module load siesta/5.4.2-8173m-mpi sisl/0.16.4
python prepare.py
cat cases/dzp150/input.fdf
本例完整FDF为：
SystemLabel si
SystemName Own Si2 teaching reference
NumberOfAtoms 2
NumberOfSpecies 1
LatticeConstant 1.0 Ang
%block ChemicalSpeciesLabel
1 14 Si
%endblock ChemicalSpeciesLabel
%block LatticeVectors
0.000000000000 2.715000000000 2.715000000000
2.715000000000 0.000000000000 2.715000000000
2.715000000000 2.715000000000 0.000000000000
%endblock LatticeVectors
AtomicCoordinatesFormat Ang
%block AtomicCoordinatesAndAtomicSpecies
0.000000000000 0.000000000000 0.000000000000 1
1.357500000000 1.357500000000 1.357500000000 1
%endblock AtomicCoordinatesAndAtomicSpecies
XC.functional GGA
XC.authors PBE
PAO.EnergyShift 100 meV
PAO.BasisSize DZP
MeshCutoff 150 Ry
ElectronicTemperature 300 K
MaxSCFIterations 300
MinSCFIterations 3
SCF.DM.Converge true
SCF.DM.Tolerance 1.e-5
SCF.FreeE.Converge true
SCF.FreeE.Tolerance 1.e-6 eV
DM.MixingWeight 0.1
DM.NumberPulay 6
DM.UseSaveDM false
SaveHS true
SaveRho true
WriteDM true
WriteCoorXmol true
%block kgrid_Monkhorst_Pack
4 0 0 0.0
0 4 0 0.0
0 0 4 0.0
%endblock kgrid_Monkhorst_Pack
两个Si组成金刚石原胞，常规立方晶格参数a=5.43 Å，原胞体积约40.025752 ų。LatticeVectors已经以Å给出，不要再把它当成5.43 Å的普通立方晶胞。ChemicalSpeciesLabel依次对应类型号、原子序数和赝势标签。
2. 申请资源并运行#
sbatch job.slurm
squeue -u "$USER"
ls siesta-tutorial-*.out
整包有七个独立条件。run.py从分配内选物理核心，每条件2个MPI进程，最多四条件并行；run.sh不会在未申请Slurm资源时直接启动DFT。不要把生产模拟放在登录节点。
如果只运行一个自己的输入，可在合适的Slurm作业环境中使用原生命令：
mpirun -np "$SLURM_NTASKS" siesta < input.fdf > siesta.out
每次计算使用独立目录，避免误读前一次密度矩阵、赝势或坐标。实际计算参数和进程数应按体系与资源选择。
3. 判断电子收敛#
grep -E "SCF cycle converged|Final energy|Total =|Job completed" cases/dzp150/siesta.out
cat cases/dzp150/si.FA
ls cases/dzp150/si.{HSX,EIG,KP,XV,RHO}
示例要求密度矩阵变化<10^-5、自由能变化<10^-6 eV，电子温度300 K；不是只看程序是否退出。
本次DZP、150 Ry固定结构总能约 −229.850662 eV，最大原子力约0.000136 eV/Å，但静态应力约3.673 GPa：原子力很小并不说明晶胞已经优化。
4. 认识结果文件#
| 文件 | 主要用途 |
|---|---|
input.fdf |
完整输入与参数 |
siesta.out |
SCF、能量、力与应力 |
si.FA |
最终原子力，eV/Å |
si.XV |
最终坐标与晶胞，读取时注意原生单位 |
si.HSX |
Hamiltonian与重叠矩阵 |
si.EIG、si.KP |
本征值与对应k点 |
si.RHO |
实际电荷密度网格 |
完整分析表在analysis/cases.csv，三张图在figures/。参数说明见官方5.4手册。本组是小体系实操资料，不能把其有限基组和网格设置当成所有体系的通用精度保证。
下载Si2实算资料包，在新目录解压，执行sbatch job.slurm申请CPU资源。分区按56核整节点分配；本例小任务每条件2个MPI进程，最多四条件并发。参考数据同样采用2个MPI进程／条件。软件为SIESTA5.4.2 CPU MPI（oneAPI2024.2、IntelMPI2021.13、MKL LP64顺序库、AVX512/O2），后处理sisl0.16.4。包内无软件程序或赝势，准备步骤读取公共PseudoDojo0.4 PBE标量相对论Si PSML，并记录哈希。