通常對于一個經費不是那么充足，即沒什么經費的計算模擬課題組來說（我沒(mei)說我組，沒(mei)說），究竟整幾臺服務器是個大問題。服務器的使用又經常會出現以組會為周期特征，以審稿意見為誘發因子的使用高峰期，和相應的低峰期，難以互補。故而云超算平臺就可以作為很好的潤滑劑來使用。因此，步入科研生活之初，我就遍求天下超算，終于發現了寶藏云——北鯤云。
北鯤云能夠基本滿足一切我等對超算的幻想，對于導師來說，最重要的肯定是便宜，便宜，和便宜；對于學生來說，最重要的則是簡單，簡單，傻瓜式的簡單。
前者我(wo)們可以在后(hou)續(xu)的(de)計(ji)算(suan)中管窺一(yi)(yi)斑，后(hou)者，大家點開北鯤云的(de)主(zhu)頁注冊一(yi)(yi)下，登錄控制臺看(kan)一(yi)(yi)看(kan)就知(zhi)道了。所有過程都是點一(yi)(yi)點、拖一(yi)(yi)拖，無腦式完(wan)成。并且(qie)注冊所贈(zeng)送的(de)算(suan)力金，真的(de)夠計(ji)算(suan)出不少東西的(de)。改變了我(wo)對(dui)超(chao)算(suan)存有過的(de)偏見。
在本文中，我(wo)來做一(yi)系列簡(jian)單的(de)聲(sheng)子譜和(he)分析，來為大家(jia)演示在寶藏云中一(yi)站式科研的(de)全過(guo)程(cheng)(cheng)。對(dui)于材料模擬來說，確定(ding)它(ta)的(de)動力學穩定(ding)性是(shi)(shi)非(fei)常關鍵的(de)一(yi)點(dian)。聲(sheng)子譜G點(dian)下的(de)小小虛頻，也是(shi)(shi)無數人的(de)噩夢。但(dan)實際上(shang)即便是(shi)(shi)計算(suan)“出錯(cuo)”的(de)聲(sheng)子譜，也是(shi)(shi)包含很多信(xin)息的(de)，這(zhe)一(yi)點(dian)我(wo)還尚在學習，將一(yi)點(dian)心(xin)得與此(ci)計算(suan)過(guo)程(cheng)(cheng)一(yi)切(qie)記錄下來。
我們來計算三維體材料ZnO在常壓下和19Gpa靜水壓下的聲子譜，每(mei)一(yi)個聲(sheng)子(zi)譜計算對(dui)他進(jin)行k點(dian)的(de)(de)測(ce)試，最后我(wo)們(men)將(jiang)聲(sheng)子(zi)譜對(dui)不同原子(zi)進(jin)行投(tou)影，進(jin)一(yi)步(bu)分析他的(de)(de)晶格振動情況。
a) 建(jian)模(mo)：正巧在(zai)(zai)進行(xing)試(shi)算的(de)時(shi)候重(zhong)裝(zhuang)了系統，一時(shi)半會沒有MS用，所以建(jian)模(mo)則(ze)在(zai)(zai)北鯤云的(de)windows工作站(zhan)節點(dian)下運(yun)行(xing)。進行(xing)計算的(de)是(shi)六(liu)角(jiao)纖鋅礦結構Zn0（P63mc）
相當的酷炫，也很流暢，對于我來說，MS只用來建模，所以裝一個幾個G的東西，很劃不來，調用一個4核節(jie)點，一小時3毛2，我一度想嘗試(shi)安裝一個自定(ding)義軟件試(shi)試(shi)。（譬(pi)如荒野(ye)大鏢客）
a) 常壓優化INCAR 與 晶格常數
晶格常數(shu)：3.165（a、b），5.106（c）
b) 190Gpa INCAR 與 晶格(ge)常數。
晶(jing)格常數：3.165（a、b），5.106（c）
我專門上vasp論壇看過，靜水(shui)壓的(de)單(dan)位KB = 0.1Gpa。(見(jian)附件，可以找(zhao)大魚獲取)
對(dui)兩種晶格，按(an)網傳的10埃米原理，進行3-4-2的擴胞，共(gong)96個原子(zi)。
對得到的超胞在(zai)1x1x1,2x2x2,3x3x3點網格下進行(xing)聲(sheng)子譜計算，以查看(kan)其收斂情況。聲(sheng)子譜輸入文件如下：
在進行1x1x1（即(ji)單(dan)(dan)G點）計(ji)算(suan)(suan)時(shi)，我們(men)可以采取單(dan)(dan)G點版本(ben)來計(ji)算(suan)(suan)，以縮短計(ji)算(suan)(suan)時(shi)間。只要(yao)簡(jian)單(dan)(dan)的(de)把提(ti)交任務腳本(ben)中(zhong)的(de)vasp_std 修改(gai)為(wei) vasp_gam。(記得在計(ji)算(suan)(suan)更大k點的(de)時(shi)候要(yao)調(diao)回來)，另(ling)外涂抹方案(an)如-5，是不支持低k點計(ji)算(suan)(suan)的(de)。
真正(zheng)開展計算(suan)(suan)的(de)(de)時候(hou)，這(zhe)96原子(zi)的(de)(de)單點計算(suan)(suan)，我調用了(le)一個(ge)64核的(de)(de)節點，20分鐘左右(you)就算(suan)(suan)完了(le)，全(quan)部的(de)(de)六個(ge)算(suan)(suan)完拋去失(shi)誤算(suan)(suan)錯的(de)(de)部分只在百元附近。
a）在計算所得的聲子譜目錄下，調用phonphy，提取力常數
phonopy --fc vasprun.xml
b）再編寫bond.conf文(wen)件，并鍵入命(ming)令，獲得(de)band.yaml文(wen)件
文件
ATOM_NAME =Zn O
DIM = 3 4 2
NPOINTS = 301
BAND = 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.500000 0.333333 0.3333333 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000
FORCE_CONSTANTS = READ
EIGENVECTORS = .TRUE.
BAND_POINTS = 301
命令如下：
phonopy --dim="3 4 2" -c POSCAR-unitcell -p band.conf
c）此(ci)時，我們調用(yong)后處理(li)神(shen)器vaspkit1.12，調用(yong)73-739,得到聲子譜(pu)在各原子中的權重。
d）這時，我們(men)暫時先(xian)不管權重，繪制普通的聲子譜。
從上到下 ：常(chang)壓和(he)19Gpa的聲子譜、局域放大
可以看到三個k點所計算出的(de)聲子譜(pu)基本疊在(zai)一起，不(bu)(bu)放大(da)幾乎不(bu)(bu)能(neng)分(fen)辨，說(shuo)明(ming)此(ci)時(shi)的(de)收(shou)斂程(cheng)度還是(shi)(shi)不(bu)(bu)錯的(de)。在(zai)19Gpa壓強下(xia)，聲子譜(pu)的(de)樣式(shi)并無太大(da)變(bian)化，而是(shi)(shi)整體“升高”了許(xu)多，說(shuo)明(ming)此(ci)時(shi)他(ta)還是(shi)(shi)穩定的(de)，某學報(bao)上刊登的(de)文章計算出19Gpa下(xia)有圍繞在(zai)g點附近的(de)小虛頻，我認(ren)為可能(neng)是(shi)(shi)收(shou)斂問(wen)題(ti)，或者是(shi)(shi)泛(fan)函問(wen)題(ti)。
這里的(de)結果也說明(ming)，大多數情況(kuang)下單G點(dian)(dian)的(de)計(ji)算結果就(jiu)能(neng)說明(ming)很多問題，所以我經(jing)常先(xian)用單g點(dian)(dian)聲(sheng)子譜計(ji)算粗(cu)略的(de)試探其穩定性(xing)。
e）我們進一步繪(hui)制投影聲子(zi)譜來分析不同原子(zi)的貢獻，我們用vaspkit提取出來的數據有
就(jiu)是(shi)按(an)POSCAR順序排布(bu)的，Zn,Zn,O,O的投影情況(kuang)。每個文件前兩列為聲(sheng)子譜圖像，后面為權(quan)重。此(ci)(ci)時(shi)我(wo)們(men)只(zhi)要(yao)選取一個Zn和O原子的文件，即1，3來畫投影圖即可。可將數據導入origin利用其(qi)權(quan)重氣(qi)泡(pao)圖功能(neng)，手搓(cuo)半天繪制此(ci)(ci)圖。
但(dan)是，經常面(mian)對(dui)大量材料的我(wo)們，手(shou)搓浪費生命，現在向大家介紹我(wo)針(zhen)對(dui)vaspkit后(hou)處(chu)理結(jie)果所寫的外行看了嘬牙(ya)，新手(shou)看了嘆氣，老手(shou)看了腦淤(yu)血的后(hou)后(hou)處(chu)理python制圖(tu)腳(jiao)本（上述普通聲子譜(pu)也是用這個腳(jiao)本畫的，只(zhi)要去掉散點圖(tu)部分，重(zhong)復兩遍平(ping)平(ping)無奇(qi)部分）
此外，當我們(men)面對虛(xu)頻(pin)時，我們(men)還可以利(li)用jmol查(cha)看虛(xu)頻(pin)振(zhen)動(dong)(dong)模式，甚至去(qu)提取(qu)他(ta)的虛(xu)頻(pin)振(zhen)動(dong)(dong)本征矢，來確定(ding)虛(xu)頻(pin)產生的振(zhen)動(dong)(dong)方向(xiang)，做一個(ge)微(wei)小的位移來進行能(neng)量(liang)曲線擬合(he)，找到能(neng)量(liang)最小值的穩定(ding)結果，稱(cheng)為(wei)“凍(dong)聲子法”。（腳本可以找“大(da)魚”獲取(qu)）
