第一原理分子動力学プログラム STATE Senri Wiki

最初のSTATE計算：CO †

ここではSTATEの動作を確認するためにCO分子を例にとって計算を実行します。 先ずCOディレクトリに移動しましょう（現在~/STATE/examplesにいると仮定しています）。

$ cd CO

ここでlsを実行すると以下のファイルが確認できます

nfinp_scf  qsub_cmd.sh  qsub_ohtaka.sh  qsub_sb100.sh  qsub_sekirei.sh

以下を実行して入力ファイルnfinp_scfを見てみましょう。

$ cat nfinp_scf

#
# CO molecule in a box
#
WF_OPT    DAV
NTYP      2
NATM      2
GMAX      5.50
GMAXP     20.00
NSCF      200
WAYMIX    3
KBXMIX    8
MIX_ALPHA 0.8
WIDTH     0.0010
EDELTA    0.1000D-09
NEG       8
CELL      6.00  4.00  4.00  90.00  90.00  90.00
&ATOMIC_SPECIES
 C  12.011  pot.C_pbe1
 O  15.999  pot.O_pbe1
&END
&ATOMIC_COORDINATES CARTESIAN
  0.0000  0.0000  0.0000  1  1  1
  2.2000  0.0000  0.0000  1  1  2
&END

入力ファイルには計算に必要なパラメーターと原子構造の情報が記述されています。 記述された構造が正しいかどうか確認するためにchkinpfというプログラムを使って原子構造を可視化します。 先ず以下を実行します。

$ chkinpf nfinp_scf

出力されてメッセージを読むととCO.xsfというファイルが生成されたことが分かりますので、CO.xsfをXCrySDenやVESTAなどを使って可視化し、問題無いかを確認します。
同様にsb100で使用するジョブスクリプトqsub_sb100.shも確認しましょう。

$ cat qsub_sb100.sh

#$ -S /bin/sh
#$ -cwd
#$ -q sb.q
#$ -pe x6 6
#$ -N CO

module load intel/2021.2.0
module load intelmpi/2021.2.0

# Disable the openMP parallelism
 
export OMP_NUM_THREADS=1

unset I_MPI_TCP_NETMASK

# Set the execuable of the STATE code

ln -fs ${HOME}/STATE/src/state-5.6.9/src/STATE .
 
# Set the pseudopotential data

ln -fs ../gncpp/pot.C_pbe1
ln -fs ../gncpp/pot.O_pbe1
 
# Set the input/output file

INPUT_FILE=nfinp_scf
OUTPUT_FILE=nfout_scf

# Run!

mpirun ./STATE < ${INPUT_FILE} > ${OUTPUT_FILE}

このジョブスクリプトを使ってジョブを投入しましょう。

$ qsub qsub_sb100.sh

計算の状態は

$ qstat -u [username]

を実行することで確認できます。
この例では出力ファイルの名前をnfout_scfとしています。計算が終わったらlessなどのページャーを使ってその内容を確認してみましょう。

$ less nfout_scf

ファイルの先頭は以下で始まります。

 ***********************************************************************
 *                                                                     *
 *                                                                     *
 *                                                                     *
 *              ******  ********    **    ******** ********            *
 *             ******** ********   ****   ******** ********            *
 *             **          **     **  **     **    **                  *
 *              ***        **    ********    **    ******              *
 *                ***      **   **********   **    ******              *
 *                  **     **  **        **  **    **                  *
 *             ********    ** **          ** **    ********            *
 *              ******     ** VERSION 5.6.9  **    ********            *
 *                               RICS-AIST                             *
 *                           OSAKA UNIVERSITY                          *
 *                                                                     *
 ***********************************************************************

SCFが収束し問題無く計算が終了すると以下のようにエネルギーとその成分、フェルミエネルギーが出力されます。

                     TOTAL ENERGY AND ITS COMPONENTS 
                  TOTAL ENERGY     =         -22.21942426 A.U.
                KINETIC ENERGY     =           9.92111407 A.U.
                HARTREE ENERGY     =           5.12121800 A.U.
                     XC ENERGY     =          -5.89585641 A.U.
                  LOCAL ENERGY     =         -20.23161604 A.U.
               NONLOCAL ENERGY     =           6.73686140 A.U.
                  EWALD ENERGY     =         -17.87114528 A.U.
                     PC ENERGY     =           0.00000000 A.U.
               ENTROPIC ENERGY     =           0.00000000 A.U.

                                         FERMI ENERGY =       0.43248213

そして最後に猫（Victory cat）が表示されます。

 HHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHH
 HHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHH
                           _______________________
     __________   _______/______v______v______v___]
    D          | |                                 |
    D   A A    | | Congratulations!                |  C( > < )D
  --  =(^.^)=  | |  The calculation has converged. |    = o =
 |     @@@@@   | |                                 |    (    )~
 /--=O=-+-=O=---+--=O=--+--==O==--+--==O==--+--=O=-+--=O=---=O=-/
  
 HHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHH
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