vasp+phonopy-QHA计算材料热膨胀系数与格林奈森常数等脚本

本文主要是介绍vasp+phonopy-QHA计算材料热膨胀系数与格林奈森常数等脚本，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

脚本分享

通过使用QHA方法可以计算得到材料的热膨胀系数，热容和格林奈森参数等数据，这里使用的软件为vasp和phonopy。通过脚本一次计算得到相关数据。

相关参考为：

https://mp.weixin.qq.com/s/dC7btVnmTxwwhqCJpL8YvQ

http://phonopy.github.io/phonopy/examples.html

计算主要流程为:以声子计算无虚频的结构文件为基础，更改其缩放系数，在不同体积下计算其原子间受力、声子结构和热性质。以提取出的e-V的数据为基础，使用phonopy-qha计算包括热膨胀系数、热容和格林艾森参数等在内的热学性质。

首先将可计算得到无虚频的vasp输入文件放置在文件夹中，包括POSCAR、INCAR、KPOINTS和POTCAR，以及phonopy处理需要的设置文件，我这里使用vaspkit 305功能产生的KPATH.phonopy文件当作设置文件（请根据你的使用习惯更改脚本）。

KPATH.phonopy文件内容如下：

NPOINTS = 501DIM =  1 1 1     #扩胞倍数随具体情况而定BAND = 0.000000 0.000000 0.000000 0.500000 0.000000 0.500000 0.625000 0.250000 0.625000, 0.375000 0.375000 0.750000 0.000000 0.000000 0.000000 0.500000 0.500000 0.500000 0.500000 0.250000 0.750000 0.500000 0.000000 0.500000BAND_LABELS = $\Gamma$ X U K $\Gamma$ L W X#声子色散路径自行修改MP = 11 11 11TETRAHEDRON = .TRUE.#PDOS = 1, 2BAND_CONNECTION = .TRUE.FORCE_CONSTANTS = READATOM_NAME = WDIM = 1 1 1TPROP=.TRUE.TMAX=2000TSTEP=5FORCE_CONSTANTS = READ# FORCE_SETS = READ# IRREPS = 0  0  0# SHOW_IRREPS = .TRUE.# LITTLE_COGROUP = .TRUE.

计算脚本以及脚本注释如下：

#!/bin/bashmkdir QHA#建立QHA计算文件夹for i in $(seq 0.95 0.005 1.05)#对i赋值0.95到1.05之间，每隔0.005取值。domkdir $icp POSCAR  INCAR KPOINTS POTCAR KPATH.phonopy ./$icd ./$ised '2c '$i'' POSCAR > POSmv POS POSCAR#修改POSCAR中的缩放系数，并覆盖POSCARpwdmpirun -np 48 vasp_std |tee runlog#执行vasp计算pwdphonopy --fc  vasprun.xml #获得力常数phonopy -c POSCAR  -s  -p KPATH.phonopy#获得声子色散和声子态密度phonopy -t KPATH.phonopy |tee  thermo.dat#获得热学性质cp thermal_properties.yaml ../QHA/thermal_properties-$i.yaml#转移文件以便后续计算d=$(awk 'NR==3{print $1}' CONTCAR)V=$(echo `awk -v x=$i -v a=$d -v b=$d -v c=$d 'BEGIN{printf "%.14f\n",x*x*x*a*b*c}'`) #获得当前缩放系数下体积E=$(grep "TOTEN" OUTCAR | tail -1| awk '{printf "%12.6f \n", $5}')#获得当前缩放系数下能量echo $V $E >> ../QHA/v-e.datcd ..donecd ./QHA/phonopy-qha v-e.dat thermal_properties*.yaml |tee thermo.dat#执行QHA计算