第一原理分子動力学プログラム STATE Senri Wiki

Vibrational analysis †

• 振動解析に先立ち十分に構造緩和を行い、緩和した原子位置を用いて新たに入力ファイルを作成する。
• 入力ファイルでIMDALG=3とする。
• nfvibrate.dataを以下の形式で作成する。

• 変位を与える原子数、因子 (fac)、インデックス（プログラムでは未使用）

• 変位を与える原子のインデックス、原子変位 (dx,dy,dz)
  X方向に分子軸を持つ2原子分子の場合

      2   0.10d+1   1
          1    0.010000000000     0.000000000000     0.000000000000 
          2    0.000000000000     0.000000000000     0.000000000000 
      2  -0.10d+1   2
          1    0.010000000000     0.000000000000     0.000000000000 
          2    0.000000000000     0.000000000000     0.000000000000 
      2   0.10d+1   3
          1    0.000000000000     0.000000000000     0.000000000000 
          2    0.010000000000     0.000000000000     0.000000000000 
      2  -0.10d+1   4
          1    0.000000000000     0.000000000000     0.000000000000 
          2    0.010000000000     0.000000000000     0.000000000000 

  この場合、nfvibrate.dataは以下のように単純化できる。

       1   0.10d+1   1
           1    0.010000000000     0.000000000000     0.000000000000 
       1  -0.10d+1   2
           1    0.010000000000     0.000000000000     0.000000000000 
       1   0.10d+1   3
           2    0.010000000000     0.000000000000     0.000000000000 
       2  -0.10d+1   4
           2    0.010000000000     0.000000000000     0.000000000000 

  fac * ( dx, dy, dz )が実際に各原子に与えられる変位ベクトルである。この例では原子1, 2をそれぞれ+0.01 (0.10d+1 * 0.01)、-0.01 (-0.10d+1*0.01)変位させている。

• 出力ファイルから原子位置と原子にかかる力のデータを取り出す。次のようなファイルを作成する(例えばMD_1等と名付ける)

2  2
12 16
  2
    1     0.010000    0.000000    0.000000  -0.01444  0.00000  0.00000
    2     2.200000    0.000000    0.000000   0.01444  0.00000  0.00000
  3   
    1    -0.010000    0.000000    0.000000   0.00333  0.00000  0.00000
    2     2.200000    0.000000    0.000000  -0.00330  0.00000  0.00000
  4   
    1     0.000000    0.000000    0.000000   0.00331  0.00000  0.00000
    2     2.210000    0.000000    0.000000  -0.00332  0.00000  0.00000
  5   
    1     0.000000    0.000000    0.000000  -0.01443  0.00000  0.00000
    2     2.190000    0.000000    0.000000   0.01444  0.00000  0.00000

• 各数値の意味

  原子数　振動モード数（与えた変位ベクトルの数の半分であることに注意）
  各原子の質量
   計算した構造の番号（実は任意）
   変位（変位させた原子の数だけの行）
    上記2つを、計算するモードの数の2倍だけ与える

• GiF.fを使用して振動数の計算を行う。

    gfortran GiF.f -o GiF.out -llapack -lblas
    ./GiF.out < MD_1 > GiF_1

• 各振動モードの周波数と振幅ベクトルの出力をもとにして、新たにこの振幅ベクトルを変位として再度振動モード解析を行うとより正確な値が出力される。この再計算を行うことが推奨される。