第一原理分子動力学プログラム STATE Senri Wiki

計算例: NO †

入力ファイル †

N-O間の距離が2.10 Bohrの場合の入力ファイルを示す。STATE 5.5.4で動作確認済み。

nfinp_1 †

スクラッチ（icond=0）から以下のパラメータでSCF計算を10回行う。孤立分子なのでまずフェルミ面の幅は0.01 Hartreeとし、LDAで計算を行う。NOはN原子上に不対電子を持つのでスピン分極を考慮する必要があることに注意（zeta1=0.2d0, kspin=2）。

0 0 0 0 0 0    : dummy
6.00 20.00 2 2 2   : gmax gmaxp ktyp katm katm2
1 0   : num_space_group type
60.0 30.0 30.0 90.0 90.0 90.0   : a b c alpha beta gamma
1 1 1 1 1 1   : knx kny knz kp-shift
1 0   : ncord ninv; pos iwei imdtyp ityp
  0.000000000000  0.000000000000  0.000000000000 1 1 1
  2.100000000000  0.000000000000  0.000000000000 1 1 2
7 0.1500 1.00794 3 1 0.2d0   : ityp alfa amion iloc ivan zeta1
8 0.1500 1.00794 3 1 0.2d0   : ityp alfa amion iloc ivan zeta1
0 0 0 0 0   : icond inipos inivel ininos iniacc
0 1   : ipre ipri
0010 1000 0 57200.00 0   : nmd1 nmd2 iter_last cpumax ifstop
1 1   : waymix mix_what
0 1 0.01   : iter_start kbxmix mix_alpha
0.60 0.50 0.60 0.70 1.00   : dtim1 dtim2 dtim3 dtim4 dtim
100.00 2 1 0.10D-08   : dtio imdalg iexpl edelta
0.0100 1.00D+03 0   : width forccr istress
ldapw91 2   : xctype kspin
1.00   : destm
101   : nbztyp
0 0 0   : nkx nky nkz
0 0 0   : nkx2 nky2 nkz2
16   : keg
1   : nextst
0   : n_temp
2   : imsd
0   : evaluate_eko_diff
0   : npdosao; ipdost(1:npdosao)
0 0.0   : sm_n dopping

nfinp_2 †

継続（icond=1）でSCFのパラメータを調節し、さらにSCF計算を10回行う。

$ diff nfinp_1 nfinp_2
11c11
< 0 0 0 0 0   : icond inipos inivel ininos iniacc
---
> 1 0 0 0 0   : icond inipos inivel ininos iniacc
15c15
< 0 1 0.01   : iter_start kbxmix mix_alpha
---
> 0 1 0.1   : iter_start kbxmix mix_alpha
25c25
< 1   : nextst
---
> 0   : nextst
27c27
< 2   : imsd
---
> 1   : imsd

nfinp_3 †

再度SCFのパラメータを調節し、波動関数を収束させる。

$ diff nfinp_2 nfinp_3
13,15c13,15
< 0010 1000 0 57200.00 0   : nmd1 nmd2 iter_last cpumax ifstop
< 1 1   : waymix mix_what
< 0 1 0.1   : iter_start kbxmix mix_alpha
---
> 200 1000 0 57200.00 0   : nmd1 nmd2 iter_last cpumax ifstop
> 6 1   : waymix mix_what
> 0 30 0.5   : iter_start kbxmix mix_alpha

スピン分極していることを確認。

$ grep "Charge Density =" nfout_3|tail
         ........  Charge Density =   6.0000213015   4.9999786985  11.0000000000
         ........  Charge Density =   5.9999898370   4.9999944892  11.0000156738
         ........  Charge Density =   6.0000070477   4.9999929523  11.0000000000
         ........  Charge Density =   5.9999898370   4.9999944892  11.0000156739
         ........  Charge Density =   6.0000018828   4.9999981172  11.0000000000
         ........  Charge Density =   5.9999898370   4.9999944892  11.0000156739
         ........  Charge Density =   5.9999997524   5.0000002476  11.0000000000
         ........  Charge Density =   5.9999898368   4.9999944892  11.0000156740
         ........  Charge Density =   5.9999980047   5.0000019953  11.0000000000
         ........  Charge Density =   5.9999898370   4.9999944892  11.0000156738

nfinp_4 †

フェルミ面の幅を狭めて（width=0.001）、波動関数を収束させる。

$ diff nfinp_3 nfinp_4                
18c18
< 0.0100 1.00D+03 0   : width forccr istress
---
> 0.0010 1.00D+03 0   : width forccr istress

nfinp_5 †

最後にGGAで波動関数を収束させる。

$ diff nfinp_4 nfinp_5
19c19
< ldapw91 2   : xctype kspin
---
> ggapbe 2   : xctype kspin

原子間距離の決定 †

N-O原子間の距離を変化させて上記の収束計算を行い、それぞれエネルギーを求める。エネルギー最小値の近傍の数点（ここでは11点）を二次関数でフィットする。二次関数の中心の座標からGGAでのN-O原子間距離1.17 Åが求まる。