QUANTUM ESPRESSO：DFPT

QUANTUM ESPRESSO：ph.x计算phonon

使用DFPT计算声子色散谱，简正模分析，声子态密度，电声子耦合，红外和Raman光谱

Note:(1)为了后续epw.x的计算，在scf计算中设置outdir='./'
(2)phonon计算中设置outdir='./'、fildyn='prefix.dyn'以及fildvscf='dvscf'

计算步骤如下：

1. 对relax后的结构，用pw.x运行‘scf’计算，对于ph.x计算，需要对结构优化和scf计算的收敛精度调高
   pw.x <scf.in> scf.out

2. 使用ph.x计算$\Gamma$点phonon或者phonon dispersion在多个q-points，其输入文件ph.in分别如下：

   Perform a phonon calculation at $\Gamma$ using the program

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    Phonons at Gamma
    &inputph
    tr2_ph=1.0d-16,
    prefix='carbyne',
    outdir='./'
    epsil=.true. !use for insulators and semiconductor with Gamma point
    !ldisp=.true.
    !nq1=1, nq2=1, nq3=5
    !amass(1)=0.0
    fildyn=“prefix.dyn”,
    fildvscf='dvscf'
    /
    0.0 0.0 0.0
   

   对于dispersion phonon计算，使用ldisp=.true.和nq1=,nq2=,nq3=参数，取消文件末尾的q point
   对于a polar semiconductor(极性半导体材料)，需要设置epsil=.true.用来计算和存储介$\Gamma$点的宏观介电张量和Born有效电荷

3. 对于采用ph.x计算的出来的phonon频率，由于数字计算的不准确性，使得结果不满足$\Gamma$点的声学支求和为0的规则。并且对于非极性半导体材料，不满足LO-TO分裂。

   • 对计算$\Gamma$点phonon频率的，可以直接采用dynmat.x进行修正.

   输入文件dynmat.prefix.in如下

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    &input
     fildyn = "prefix.dyn"
     asr = 'simple'
     q(1) = 1.0
     q(2) = 0.0
     q(3) = 0.0
   

   其中q(1),q(2),q(3)为direction for the LO-TO splitting

   运行dynmat.x < dynmat.prefix.in>dynmat.prefix.out

   NOTE: 输出文件不要使用dynmat.out,因为dynmat.x 的输入文件的filout 默认为dynmat.out

   • 对于phonon dispersion 计算，采用ph.x进行DFPT计算后。使用q2r.x进行傅里叶变换得到实空间中的原子间力常矩阵
     
     q2r.x的输入文件q2r.in如下:

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    &input
    fildyn='prefix.dyn'
    zasr='simple'
    flfrc='prefix.fc'
   

   运行 q2r.x < q2r.in>q2r.out

   使用q2r.x计算出来的原子间力常数，则可以使用dynmat.x计算出任意q点的声子频率以及声子态密度和声子色散谱。其输入文件如下：

   matdyn-dos.in

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    &input
    asr='simple', 
    !   amass(1)=26.98, amass(2)=74.922,
    flfrc='flfrc', 
    dos=.true.
    fldos="phonon.dos"
    nk1=1,nk2=1,nk3=200
    /
   

   matdyn-freq.in

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    &input
    asr='simple', 
    !   amass(1)=26.98, amass(2)=74.922,
    flfrc='flfrc', 
    flfrq='phonon-freq', 
    q_in_band_form=.true.,
    /
    3
    0.0 0.0 -0.5 100
    0.0 0.0 0.0  100
    0.0 0.0 0.5 1
   

   

   使用plotband.x来提取声子能带数据：

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    phonon-freq
    0 4000
    phonon-freq.plot
    phonon-freq.ps
    0.0
    0.1 0.0
   

   

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