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keisanjikkenII2021

計算実験2 2022

最終更新時間:2024年01月05日 12時46分49秒

実習内容

  • ―――講義準備(ソフトのインストール)―――

計算実験2(石井担当)ではOpenMXという、バンド計算プログラムを用いておこないます。
下記に日本語版のマニュアルがあるので参考にしてください。
http://www.openmx-square.org/openmx_man3.9jp/

その他

  • OpenMX viewer

http://www.openmx-square.org/viewer/index.html

  • VESTA(結晶構造描画ソフト, cif, xyz等)

http://jp-minerals.org/vesta/jp/

  • XCrysDen

http://www.xcrysden.org

  • Fermi面のデータベース(フロリダ大学, Tight-bindig近似)

http://www.phys.ufl.edu/fermisurface/

  • OpenMXの擬ポテンシャル, 擬原子基底データベース

http://www.jaist.ac.jp/~t-ozaki/vps_pao2013/

  • 結晶構造データベース

http://www.crystallography.net/cod/

  • 周期律表にある元素の格子定数

https://periodictable.com/Properties/A/LatticeConstants.html

レポート問題

締め切り :12月10日(金) (提出方法:アカンサスポータルのWebClassで提出してください)
自分で選んだ固体物質(結晶)のバンド構造、状態密度、電子密度、安定構造等を計算し、「背景、方法、結果、考察、まとめ」の項目を作成し、レポート(pdf)として提出してください。

  • 参考ファイル(質問があった物質についてのインプット例を置いておきます)

Day1

  • バンド構造とは?
    • 閉じ込められた1次元の電子の話
    • 周期境界条件、並進対称性(1次元)

Day2

  • インストール
  • インプット例のコピー
cp /usr/share/openmx/work .
  • 動作確認
    • 水(H2O)分子の計算
cd work
openmx H2O.dat
  • 水分子の可視化

計算が終わったら, h2o.mdをxcrysdenで可視化する。

xcrysden --xyz h2o.md&
  • H2分子
    • H2O.datをコピーしてH2.datとする。
cp H2O.dat H2.dat
    • H2.datをemacs等で編集し、
      • 1. System.Nameをh2oからh2に変更する
      • 2. 原子種の数 Species.Numberを2から1へ変更し, 酸素(O)の行を削除する。

(<Definition.of.Atomic.Species と Definition.of.Atomic.Species>の間の行)

      • 3. H7.0-s2p1をH7.0-s1とする。
      • 4. Atoms.Numberを3から2へ変更する。
      • 5. <Atoms.SpeciesAndCoordinates, Atoms.SpeciesAndCoordinates>で囲まれた酸素Oの座標、電子数の行を削除して, 水素分子の前の通し番号を2, 3から1, 2とする。
      • 6. h2.mdをxcrysdenで可視化する
xcrysden --xyz h2.md&
      • 7. H2.dat#と#の付いたファイルを編集して, 原子位置が変わっていることを確認
      • 8. H2.dat#を編集し, MD.TypeをEFからNomdへ変更。
      • 9. H2O.dat#でもう一度openmxの計算をおこなう。
openmx H2O.dat#
      • 10. 計算が終わったら, h2.outを開いて, Chemiと検索する。2つ目のChemical potentialの下にエネルギー準位(Eigenvalues)が表示されているのを確認する。
      • 11. h2.tden.cubeをxcrysdenで可視化する。

H2分子の全エネルギーの原子間距離依存性

H2.datの

MD.type       EF


MD.type       Nomd

とする。

  • ダイヤモンド
  • バンド構造

Day3

  • ダイヤモンド
openmx cdia.dat
    • バンド図
bandgnu13 cdia.Band

gnuplotを立ち上げ、load 'cdia.GNUBAND'でバンド図が描ける。

    • 状態密度
DosMain *.val *.vec

gnuplotでcdia.Dos.Tetrahedronをプロットする。

  • GaAsの計算など。

Day4

  • EvsLC, Alfcc(例題ファイル)

Alfcc-EvsLC.dat(87)

MateriApps Live

実習ではMateriAppsLive!
http://cmsi.github.io/MateriAppsLive/
という、計算物質科学アプリケーション
がプリインストールされたLinux OSを用いておこないます。

講義日までに下記の準備をしておいて下さい。

準備:
下記のサイトに記載されている"VirutalBox で MateriApps LIVE! を使う”
https://github.com/cmsi/MateriAppsLive/wiki/Using-MateriApps-LIVE!-on-VirtualBox
に従って、パソコンのVirtualBox上にインストールしてください。

現在(2021/10/22の最新版のovaは以下からダウンロード, 2.57GBあるので時間掛かります。MateriAppsLive-3.3-amd64.ovaをダウンロードしてください
https://sourceforge.net/projects/materiappslive/files/

https://www.slideshare.net/cms_initiative/materiapps-live-154816291
も参考になるかと思います。また、動作確認を
https://www.slideshare.net/cms_initiative/materiapps-openmx
のスライドを参考におこなってください。(事前にできなくても講義中にもやります。)

補足:実習ではOpenMXという、
バンド計算プログラムを用いておこないます。
下記に日本語版のマニュアルがあるので参考にしてください。
http://www.openmx-square.org/openmx_man3.9jp/

インストール後

user
live
でログインする。
日本語キーボードを使える様にする:LXTerminalから"setxkbmap -layout jp"と打ちこんで改行。
openmxの最初からある例題は /usr/share/openmx/work にある。

MateriApps Live(古い情報)

家で自分のパソコンでMateriAppsLive!
http://cmsi.github.io/MateriAppsLive/
という、計算物質科学アプリケーション
がプリインストールされたLinux OSを用いておこなうことも可能です。
その場合、下記のサイトに記載されている"VirutalBox で MateriApps LIVE! を使う”
https://github.com/cmsi/MateriAppsLive/wiki/Using-MateriApps-LIVE!-on-VirtualBox
に従って、パソコンのVirtualBox上にインストールする。
https://www.slideshare.net/cms_initiative/materiapps-live-154816291
も参考になる。また、動作確認を
https://www.slideshare.net/cms_initiative/materiapps-openmx
のスライドを参考におこなう。

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http://www.oracle.com/technetwork/jp/server-storage/virtualbox/overview/index.html

  • 日本語キーボードを使える様にする:LXTerminalから"setxkbmap -layout jp"と打ちこんで改行。
  • openmxの最初からある例題は /usr/share/openmx/work にある。

OpenMXのマニュアル

  • 日本語

http://www.openmx-square.org/openmx_man3.9jp/

  • 英語

http://www.openmx-square.org/openmx_man3.9/index.html