phononpy中文使用说明(2)

般POSCAR中为一；phonopy-d--dim=”mnl”即可生成；注意：由于phonopy生产超原胞和位移时没有P；POSCAR也可以采用VASP5.2及以上的写法；2.VASP中，直接采用POSCAR-；{number}

作

具体步骤

以VASP为接口，phonopy有两种工作方式：一种是有限位移方法，即只利用VASP来计算力；另一种是DFPT（密度泛函微扰理论）方法，利用VASP计算得到Hessian矩阵（写在vasprun.xml里），然后由phonopy读取Hessian矩阵并生成力常数文件，由此可以计算出体系的声子谱、频谱态密度、热力学性质等。 利用VASP计算力来获得声子谱的步骤如下

1. 准备POSCAR文件，一般POSCAR中为一个单胞，然后运行命令

phonopy -d --dim=”m n l”即可生成一个SPOSCAR文件，其中包含的结构为由指定单胞扩展得到的m×n×l的超原胞，此外还会生成disp.yaml以及POSCAR-{number}等文件，前者包含所有的位移信息，后者则表示发生不同位移的超原胞（文件名序号与disp.yaml中指定位移的顺序一致）

注意：由于phonopy生产超原胞和位移时没有POTCAR文件，所以需要在POSCAR的第一行中依次指明各元素名，这与普通的POSCAR（第一行为注释行）是不一样的，而

POSCAR也可以采用VASP5.2及以上的写法，即在晶格基矢后增加一行指明各元素名称。 2. VASP中，直接采用POSCAR-

{number}作为POSCAR计算每个指定位移下的原子受力。可以参考以下的INCAR PREC = Accurate IBRION = -1 ENCUT = 500 EDIFF = 1.0e-08

ISMEAR = 0; SIGMA = 0.01 IALGO = 38 LREAL = .FALSE. ADDGRID = .TRUE. LWAVE = .FALSE. LCHARG = .FALSE.

注意在计算中不要弛豫结构（IBRION=-1，静态计算） 3. 后处理，主要分三步：利用力计算中得到的力来计算力常数；利用力常数构造动力

学矩阵；利用动力学矩阵计算声子谱（包括本征频率及相应的本征波矢）。

在这一步开始前，可以准备如下文件mesh.conf ATOM_NAME = Si O DIM = 2 2 3

MP = 8 8 8 运行命令 计算态密度 运行命令

计算热力学性质（自由能——单位J/mol，熵——单位J/K/mol，热容——单位J/K/mol） 运行命令

phonopy –绘制热力学相关参数（热容、熵、自由能）随温度T（热力学温标）变化的曲线

利用VASP的DFPT方法计算声子谱的步骤如下： 1. 建立初始结构POSCAR（或其他指定的文件如POSCAR-unitcell）

2. 运行命令phonopy –d –dim=\创建一个m×n×l的超原胞（存在SPOSCAR文件

中）。在这一方法中POSCAR-{number}和disp.yaml都不会用到。 3. 将phonopy创建的SPOSCAR复制到POSCAR中，运行VASP进行DFPT计算

（注意：VASP的DFPT只能计算?点的力常数！是否有影响？），INCAR的参考设定为 PREC = Accurate ENCUT = 500 IBRION = 8

EDIFF = 1.0e-08 IALGO = 38

ISMEAR = 0; SIGMA = 0.1 LREAL = .FALSE. ADDGRID = .TRUE. LWAVE = .FALSE. LCHARG = .FALSE.

（注意：此处在INCAR中设定IBRION=8，根据VASP说明书，设定IBRION=7或8可以进行DFPT计算并得到Hessian矩阵，但是只有在VASP5.1及更高版本中才可以进行该计算）

4. 确定VASP计算得到的vasprun.xml文件中包含Hessian 矩阵元素，然后运行命令

phonopy --fc vasprun.xml生成力常数文件FORCE_CONSTRAINTS 5. 绘制声子谱：在参数设定文件band.conf中设定FORCE_CONSTRAINTS = READ

（或者在运行命令时加上选项--readfc），然后运行命令phonopy --dim=\（如果原胞文件为POSCAR则不需指定）

1. Phonopy 简介

Phonopy 是一个由 python 实现的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。

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