.. _FermiSurfer: https://mitsuaki1987.github.io/fermisurfer/index_ja.html .. _pw.x: file:///C:/Users/kawamuura/program/qe/qe-dev/PW/Doc/INPUT_PW.html .. _ph.x: file:///C:/Users/kawamuura/program/qe/qe-dev/PW/Doc/INPUT_PH.html .. _sctk: プログラムの説明 ================ Superconducting Toolkitのメインプログラム sctk.x の機能は次のとおりである。 - 前処理として, QEで計算したKohn-Sham軌道から 電子間Coulom相互作用行列 :math:`K^{el}_{n {\bf k} n' {\bf k}'}` を計算する. - ギャップ方程式を解いて超伝導ギャップ :math:`\Delta_{n {\bf k}}` を計算する. - ギャップ方程式を解いて超伝導ギャップ :math:`\Delta_{n {\bf k}}` を計算し、２分法で転移温度を計算する. - 後処理として、ギャップ方程式を非自己無撞着に計算し, FermiSurfer_ でプロット可能なファイルを出力する. - 後処理として、ギャップ方程式を非自己無撞着に計算してから, 準粒子DOSを計算する. - 後処理として、ギャップ方程式を非自己無撞着に計算してから, 超音波吸収係数を計算する. この他に、 :ref:`Coulomb相互作用の計算 ` で用いるKohn-Sham軌道を計算する 2重 :math:`{\bf k}` 点グリッドを生成するためのスクリプト :ref:`twingrid` がある。 使い方 ------ .. code-block:: bash mpiexec options PATH/sctk.x -in input_file 入力ファイル書式 ---------------- 入力ファイルの書式は次のとおりである. :: &CONTROL prefix = outdir = calculation = / &KEL start_q = last_q = nci = laddxc = ecutfock = nq1 = nq2 = nq3 = lsf / &SCDFT temp = fbee = lbee = xic = nmf = nx = ne = emin = emax = electron_maxstep = conv_thr = fildyn = spin_fluc = / これらのパラメーターはネームリスト内では順不同に指定できる. また省略した場合はデフォルト値が使われる. ネームリスト CONTROL ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ ============ ========= ============ =================================================================== パラメーター 型 デフォルト値 説明 ============ ========= ============ =================================================================== prefix 文字列 "pwscf" pw.x_ の入力の ``prefix`` と同じにする. outdir 文字列 "./" pw.x_ の入力の ``outdir`` と同じにする. calculation 文字列 "kel" 計算の種類 ============ ========= ============ =================================================================== ネームリスト KEL ~~~~~~~~~~~~~~~~ ``calculation = "kel"`` としたときに使われるパラメーター。 ============= ========= =============== =================================================================== パラメーター 型 デフォルト値 説明 ============= ========= =============== =================================================================== start_q 正の整数 1 遮蔽Coulomb/スピンゆらぎ相互作用を計算する :math:`{\bf q}` 点の始点 last_q 正の整数 既約 遮蔽Coulomb/スピンゆらぎ相互作用を計算する :math:`{\bf q}` 点の終点 :math:`{\bf q}` 点数 laddxc 0 or 1 0 遮蔽を計算するときの近似のレベルを指定する. 0 : RPA, 1: 断熱的LDA. lsf 0 or 1 0 スピンゆらぎ相互作用 :ref:`[3] ` を計算する(1)かしない(0)か ecutfock 実数 pw.x_ での値 分極関数を計算するときの平面波カットオフ [Ry]. nq1, nq2, nq3 正の整数 a2Fsaveの 波動関数データの :math:`{\bf k}` 点メッシュ. :math:`{\bf k}` :ref:`twingrid` の入力と同じにしなければならない. 点メッシュ数と 同じ nci 正の整数 5 遮蔽Coulomb相互作用を計算する松原振動数の数. ============= ========= =============== =================================================================== ネームリスト SCDFT ~~~~~~~~~~~~~~~~~~ ``calculation = "scdft"`` としたときなどに使われるパラメーター。 ================ ======== ============ =================================================================== パラメーター 型 デフォルト値 説明 ================ ======== ============ =================================================================== temp 正の実数 0.1 温度. 単位ケルビン. fbee 正の整数 1 全バンドのうち, ギャップ方程式の計算に含める 一番初めのバンド. lbee 正の整数 pw.x_ のnbnd ギャップ方程式の計算に含める最後のバンド. xic 実数 -1.0 ギャップ関数外挿法に用いるパラメーター. 単位 Ry. これを ``0.0`` 未満にするとギャップ関数外挿法を使わない. デフォルトでは外挿法を使わない設定になっている. nmf 整数 10 Comlombカーネルの計算で用いる松原振動数積分に用いる点の数. ``0`` にすると静的なCoulomb相互作用のみをつかう. また, 負の値にするとCoulomb相互作用項を0として (フォノン項のみを考慮して)計算する. nx 正の整数 100 フェルミ面近傍のバンドの付加的エネルギーグリッドのグリッド数. ne 正の整数 50 :ref:`準粒子DOS計算 ` のみで使用. 準粒子DOSを計算するエネルギー点数. emin 正の実数 1.0e-7 フェルミ面近傍のバンドの付加的エネルギーグリッドのためのパラメータ. 単位 Ry. emax 正の実数 5.0 :ref:`準粒子DOS計算 ` のみで使用. 準粒子DOSを計算するエネルギーグリッドの上限. 単位 meV. electron_maxstep 正の整数 100 ギャップ方程式を反復法で解くときの反復回数の上限数. conv_thr 正の実数 1.0e-15 ギャップ方程式を反復法で解くときの, 新旧のギャップ関数の差の2乗平均に対する収束判定のしきい値. 単位 Ry. filedyn 文字列 "matdyn" ph.x_ の filedyn と同じにしなければならない。 spin_fluc 論理型 .False. .True. にするとスピン揺らぎ :ref:`[3] ` を含める。 scdft_kernel 正の整数 1 1: Lüders2005 :ref:`[4] `, 2: Sanna2020 :ref:`[5] ` lz_coulomb 論理型 .False. Coulomb renormalization :ref:`[6] ` ================ ======== ============ =================================================================== 入出力ファイル -------------- sctk.xに関連するファイルは次の通りである。 .. _xml: {prefix}.xml ~~~~~~~~~~~~ 格子定数等の情報を含む. pw.x_ により生成される. .. _a2fsave: {prefix}.a2Fsave ~~~~~~~~~~~~~~~~ 通常のDFT計算で求めたKohn-Shamエネルギーやその :math:`{\bf k}` メッシュ情報, 対称操作を含む. pw.x_ で la2f=.true. とすると生成される. .. _wfc: {prefix}.save/wfc\*.dat ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ 各 :math:`{\bf k}` 点のKohn-Sham軌道. \* には :math:`{\bf k}` 点の番号が入る. pw.x_ により生成される. .. _veldat: vel\*.dat ~~~~~~~~~ 各 :math:`{\bf q}` 点での遮蔽Coulomb相互作用のChebyshev補間の係数. \* には :math:`{\bf q}` 点の番号が入る. sctk.x で :ref:`calculation="kel" ` とすると出力される. .. _elphdat: elph\*.dat ~~~~~~~~~~ 各 :math:`{\bf q}` 点での電子-フォノン相互作用, フォノン振動数. \* には :math:`{\bf q}` 点の番号が入る. ph.x_ で electron_phonon="scdft_input" とすると作られる. .. _lambdafrmsf: lambda.frmsf, mu.frmsf ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ くりこみ因子 :math:`\lambda_{n {\bf k}}` のFermi面上での値をプロットするための, FermiSurfer_ 用データファイル. sctk.x で :ref:`calculation="lambda_mu_k" ` とすると出力される. .. _deltadat: delta.dat ~~~~~~~~~ 超伝導ギャップ関数 :math:`\Delta_{n {\bf k}}`. 対応するKohn-Shamエネルギー :math:`\xi_{n {\bf k}}`, 積分重み, バンド番号, :math:`{\bf k}` 点番号, 繰りこみ因子 :math:`Z_{n {\bf k}}` sctk.x で :ref:`calculation="scdft" ` とすると出力される. .. _qpdosdat: qpdos.dat ~~~~~~~~~ 第1列:準粒子エネルギー(単位 meV), 第2列:準粒子状態密度(単位 Ry\ :math:`^{-1}`). sctk.x で :ref:`calculation="qpdos" ` とすると出力される. .. _deltafrmsf: delta.frmsf, Z.frmsf ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ 超伝導ギャップ関数 :math:`\Delta_{n {\bf k}}` およびくりこみ因子 :math:`Z_{n {\bf k}}` のFermi面上での値をプロットするための, FermiSurfer_ 用データファイル. sctk.x で :ref:`calculation="deltaf" ` とすると出力される. 計算の種類 ---------- パラメーター calculation に次の文字列を入れて、計算の種類を指定する。 .. _kel: kel : 遮蔽Coulomb/スピン揺らぎ媒介相互作用 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ プログラムを実行しているディレクトリ内に, 次のものを用意しておく必要がある. - :ref:`xml` - :ref:`a2fsave` - :ref:`wfc` プログラムを実行したディレクトリに, 次のものが作られる. - :ref:`veldat` .. _lambdamuk: lambda_mu_k : 軌道ごとの電子フォノンパラメーター ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ プログラムを実行しているディレクトリ内に, 次のものを用意しておく必要がある. - :ref:`xml` - :ref:`a2fsave` - :ref:`elphdat` - :ref:`veldat` プログラムを実行したディレクトリに, 次のものが作られる. - :ref:`lambdafrmsf` .. _scdft: scdft : ある温度でのSCDFT計算 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ プログラムを実行しているディレクトリ内に, 次のものを用意しておく必要がある. - :ref:`xml` - :ref:`a2fsave` - :ref:`elphdat` - :ref:`veldat` プログラムを実行したディレクトリに, 次のものが作られる. - :ref:`deltadat` .. _scdfttc: scdft_tc : ２分法による転移温度の自動計算 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ プログラムを実行しているディレクトリ内に, 次のものを用意しておく必要がある. - :ref:`xml` - :ref:`a2fsave` - :ref:`elphdat` - :ref:`veldat` プログラムを実行したディレクトリに, 次のものが作られる. - :ref:`deltadat` .. _qpdos: qpdos : 準粒子状態密度 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ プログラムを実行しているディレクトリ内に, 次のものを用意しておく必要がある. - :ref:`xml` - :ref:`a2fsave` - :ref:`elphdat` - :ref:`veldat` - :ref:`deltadat` プログラムを実行したディレクトリに, 次のものが作られる. - :ref:`qpdosdat` .. _deltaf: deltaf : Fermi面上でのギャップ関数を計算しFermiSurfer用ファイルを出力する ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ プログラムを実行しているディレクトリ内に, 次のものを用意しておく必要がある. - :ref:`xml` - :ref:`a2fsave` - :ref:`elphdat` - :ref:`veldat` - :ref:`deltadat` プログラムを実行したディレクトリに, 次のものが作られる. - :ref:`deltafrmsf` ultrasonic : 超音波吸収係数 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ .. _twingrid: twingrid.x ---------- sctk.x において :ref:`calculation="kel" ` でCoulomb相互作用を計算するときのKohn-Sham軌道の計算(pw.x_) において用いる2重 :math:`{\bf k}` グリッドを生成するスクリプト. 使い方 ~~~~~~ .. code-block:: bash $ bash PATH/twingrid.x nk1 nk2 nk3 >> input_file_for_pw *nk1*, *nk2*, *nk3* はそれぞれの逆格子ベクトルの方向の :math:`{\bf k}` 点分割数. 標準出力 ~~~~~~~~ 次のように標準出力される. :: K_POINTS crystal Total_number_of_k k_vector1 1.0 k_vector2 1.0 k_vector3 1.0 : これにより, :math:`\Gamma` 点を含むグリッドと, そこから半グリッドぶんずらしたグリッド上の :math:`{\bf k}` 点がセットで生成される. 上の使い方では, この標準出力を pw.x_ の入力ファイルの末尾にリダイレクトしている.