第一原理分子動力学プログラム STATE Senri Wiki

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#author("2024-01-31T16:48:17+09:00","default:StatE","StatE")
構造最適化と振動数
#author("2024-01-31T16:57:36+09:00","default:StatE","StatE")
*構造最適化と振動数の計算 [#a385952b]
ここではQuick Startに引き続き水素分子の構造最適化と振動数の計算方法を示します。
- Pythonスクリプト (ase-qe-opt+vib.py)
 from ase.io import read
 from ase.io import write
 from ase.calculators.espresso import Espresso
 from ase.optimize import BFGS
 from ase.vibrations import Vibrations
 
 input_data = {'control': {'outdir' : './tmp/',
                           'prefix' : 'h2'
                         },
               'system': {'ecutwfc': 80,
                          'ecutrho': 800},
               'electrons': {'diagonalization' : 'cg',
                             'conv_thr'        : 1.0e-12,
                             'mixing_beta'     : 0.3}
               }
 
 pseudopotentials = {'H':'H.pbe-kjpaw_psl.1.0.0.UPF'}
 
 calc = Espresso(pseudopotentials=pseudopotentials,input_data=input_data,
                 tprnfor=True)
 
 h2=read('relax.in',format='espresso-in')
 h2.calc = calc
 BFGS(h2).run(fmax=0.01)
 write('H2_opt.xyz',h2)
 etot = h2.get_potential_energy()
 print('Total energy: %12.8f eV' % etot)
 
 vib = Vibrations(h2)
 vib.run()
 vib.summary(log='H2_vib_summary.txt')
 vib.write_mode(-1)
ここで計算に使用する構造は以下のようにQEフォーマットのrelax.inというファイルに記述されています。
 h2=read('relax.in',format='espresso-in')
このスクリプトでは以下で構造最適化を実行しています。
 BFGS(h2).run(fmax=0.01)
以下で最終的な全エネルギーを標準出力に出力しています。
 etot = h2.get_potential_energy()
 print('Total energy: %12.8f eV' % etot)
その後、最適化された構造を使って以下のように（調和）振動数の計算を実行しています。
 vib = Vibrations(h2)
 vib.run()
 vib.summary(log='H2_vib_summary.txt')
 vib.write_mode(-1)
ここで得られた振動数と零点エネルギーは以下のようにH2_vib_summary.txtに出力されます。
 ---------------------
   #    meV     cm^-1
 ---------------------
   0    0.0i      0.0i
   1    0.0       0.0
   2    0.0       0.0
   3    4.5      35.9
   4    4.5      35.9
   5  535.2    4316.3
 ---------------------
 Zero-point energy: 0.272 eV