phononpy中文使用说明

phonopy中文使用说明

Phonopy是一个由python实现的晶体声子；计算声子色散谱；；计算声子态密度，包括分立态密度；；声子热力学性质，包括自由能，热容量，焓；；Phonopy通过力常数的方法计算声子谱；同样类型的程序还有phon,fropho,pho；Phonopy是使用python以及C等高级语言；Phonopy使用python的matplotl；在自己的pc机安装win

Phonopy 是一个由 python 实现的晶体声子分析程序。它是目前提供了 VASP 的 Wien2k 的接口用来计算原子受力。它的主要功能有：

计算声子色散谱；

计算声子态密度，包括分立态密度； 声子热力学性质，包括自由能，热容量，焓；

Phonopy 通过力常数的方法计算声子谱。力常数由计算原子在超晶胞中被移动后的受力得到(Parlinsk-Li-Kawasoe 方法)。 同样类型的程序还有phon, fropho, phonon. 其中 phonon 是商业软件，卖的很贵，fropho和phonopy的代码其实都是来自于phon, fropho是为了代替phon而开发的，目的是为了使用phon更方便，phon和fropho主要都是由fortran开发的，而现在fropho已经停止开发，由 python 开发的phonopy代替了fropho, phonopy在使用上更为方便，在计算量上更为减少。因

为phon, fropho和 phonon 在移动原子位置时都是一次只移动一个原子的一个方向，而phonopy则可以一次移动一个原子的多个方向，所以和其它程序相比, phonopy最多可以减少 2/3 的计算量。

Phonopy是使用python以及C等高级语言编写的用于计算声子谱的程序，它可以很方便地在现有的unix或linux操作系统上进行安装。它利用VASP等第一性原理计算程序来计算有限位移下的原子受力，然后利用phonopy程序处理原子受力获得声子谱。

Phonopy使用python的matplotlib等工具包来绘图，因此在使用Phonopy绘制声子谱等图形时，要求系统有图形用户界面，对于远程机器，需要安装x-manager来获得虚拟的图形用户界面，方法如下：

在自己的pc机安装windows版本的Xmanager（推荐使用Xmanager4或以上版本）。Xmanager安装完成后启动xstart设置，输入登陆主机IP及账号信息，点击run以后会打开一个终端，在这个终端下运行命令即可绘图 工作流程

Phonopy程序工作流程主要分为前处理、力计算（VASP）或力常数计算（VASP-DFPT计算）、后处理三部分。 输入文件 参数设定文件

Phonopy中，输入参数写在一个文件里，然后通过命令

传输给phonopy程序，该文件名可以是任意的（一般为xxx.conf，便于识别，如绘制声子谱时参数设定文件命名为band.conf，绘制DOS时参数设定文件设定为dos.conf等）。 常用参数如下 ATOM_NAME

用于设定元素名称，中间用空格隔开，注意顺序与POSCAR中保持一致。

示例：EIGENVECTORS

逻辑变量，当取值为.TRUE.时，程序将计算所有本征频率对应的本征波矢（可以用来制作动画），当加入选项-p时，还会计算相应的pDOS。 MASS

用来指定原子的质量（同POSCAR中原子顺序保持一致），一般可以不指定。

示例：MASS = 28.085 28.085 16.000 16.000 16.000 16.000 DIM

用来指定生成超原胞的大小 示例：--dim=”m n l” 声子谱计算相关参数 BAND BAND_POINTS 结构文件（POSCAR）

在phonopy中，结构文件写成VASP的POSCAR文件的格式，除了旧版本的POSCAR格式外，phonopy还支持VASP 5.X 的POSCAR格式，即在原子数之前增加一行指明元素类型 如果改变该文件名，在读取的时候需要另行指定（例如改为POSCAR-unitcell，则在运行命令时需要加上选项-c POSCAR-unitcell）。 注意：在指定实空间或倒空间中的坐标时，可以采用分数形式，但是在分数线左右不能留有空格。 力文件（FORCE_SET）

该文件由phonopy根据力计算得到的vasprun.xml文件生成，生成命令为

给出超原胞中原子发生有限位移产生的力的集合。每个超原胞中包含一个发生位移的原子。 该文件的格式如下： 第一行给出超原胞中的原子数，第二行给出需要计算的超原胞数目（每个超原胞中包含一个发生位移的原子），然后分块写出每个原子位移导致的力（每一块包含一个超原胞中由于一个原子发射位移导致所有原子收到的力），在每一块中，第一行给出超原胞序数，第二行给出原子位移，然后依次给出各原子的受力。空行将被程序忽略。力和原子位移都采用笛卡尔坐标。 该文件由phonopy读取dfpt计算得到的vasprun.xml生成，生成命令为 phonopy–

该文件和--nac以及--nac-old选项配合使用 在该文件中，第一行的第一个数值为单位转换系数，在VASP中，这一数值可能为

27.2116×0.52918。第二个数值只有使用--nac_old选项的时候才会用到，它代表一个阻尼系数?（默认值为2.5），这个参数一般可以忽略。

第二行指定介电常数张量的九个分量，第三行， 输出文件

Phonopy中的输出文件 band.yaml mesh.yaml qpoints.yaml

thermal_properties.yaml

total_dos.dat 和partial_dos.dat

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具体步骤；以VASP为接口，phonopy有两种工作方式：；利用VASP计算力来获得声子谱的步骤如下；1.准备POSCAR文件，一

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