本帖最后由 丁越 于 2022-4-28 17:33 编辑
QE的一个小辅助工具包QEtoolkit
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[2022-Apr-28]: 1.更新了(vc)vcrelax的输出文件都能向.cif、.gjf、.xyz格式的转换 (即结构优化输出文件向这些格式转化也支持了)。
2. 添加了(vc)relax输出文件产生nscf计算输入文件的功能
修复了vcrelax转nscf文件时晶胞信息没有更新的bug
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一、前言 QE已经学习了有一小段时间了，就目前我个人的使用感受来说，QE在一些电子结构分析方面能给CP2K很大的补充，比如可以结合Lobster做COOP、COHP分析，通过DFPT方法计算U、杂化泛函计算能带等等，这些方面CP2K目前还是不能胜任的。缺点来说首当其冲的就是速度，比起CP2K简直慢的不要不要的。。。言归正传，这两天我总结了一下使用QE过程中一些需要程序化的东西，顺便把它整合成了一个小工具包方便使用，包括生成输入文件、输入/出文件向其他格式转化，如.cif，.gjf，.xyz。原子固定、能量收敛监控、k点收敛性测试、动能截断能和电子密度截断能测试。目前为止就添加了这么些功能，其他的我以后想到了再慢慢加入。
二、脚本使用 使用脚本请检查一下用户是否可以调用Multiwfn和gnuplot，否则有些功能是不支持的。
该脚本支持交互式执行和程序界面输入文件名两种形式，交互式执行时输入如"./QEtoolkit.sh xxx.scf.in"。直接执行 ./QEtoolkit 时界面如下所示，并且提示输入相应文件名：
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- >- -<
- >- QEtoolkit -<
- >- -<
- >- Author: Yue Ding -<
- >- -<
- >- Version 1.0 (dev) -<
- >- -<
- >----------------------------------------------------------------------------------<
- Note: Below functions are only suit for ibrav=0 combined with angstrom unit
- ******Main Function Menu******
- 0. Generate pw.x input file throuth Multiwfn (.cif, .gjf, etc that supported by Multiwfn)
- 1. Output vcrelax structure to .gjf format
- 2. Output vcrelax structure to .cif format
- 3. Output relaxed structure to .xyz format (both relax and vcrelax)
- 4. Convert pw.x input file to .xyz format
- 5. Convert pw.x input file to .cif format
- 6. Convert pw.x input file to .gjf format
- 7. Fix atoms for slab model
- 8. Monitor energy convergence in SCF, relax, and vcrelax
- 9. Convergence test for ecutwfc and ecutrho
- 10. Convergence test for kpoint
- Input the file name, for example Ni.vcrelax.out
* 0号功能是调用Multiwfn生成一个单点文件（xxx.scf.in），这里只要Multiwfn支持的含晶胞信息的结构文件都能产生QE的输入文件，然后用pwgui做进一步修改即可。
* 1、2号功能则是将晶胞优化产生的输出文件转化为.gjf、.cif格式。我们做表面计算的一般流程是优化晶胞 -> 切面 -> 优化slab -> 吸附分子再优化，但是QE的可视化程序比如xcrysden不支持产生cif和gjf文件，导致我们做完晶胞优化完才发现，咦，我还需要切面啊，但是貌似没有程序直接支持pw.x输出文件向cif等格式转化啊。。。唯一办法就是利用xcrysden转化为.xsf格式，然后再用VESTA转成.cif 。
* 3号功能则是直接将结构优化和晶胞优化的输出文件转化为.xyz格式。
* 4、5、6号功能就正好反过来，把pw.x的输入文件再转化为.cif、.gjf、.xyz格式
* 7号功能之前我已经写过了，正好这次把它整合过来
* 8号功能是监测单点、结构优化、晶胞优化过程中的能量收敛情况。脚本中会自动根据输出文件的输出情况做判断，假如输入文件是一个单点文件，那么gnuplot绘图的横坐标含义是每个electronic step 的能量相对第一个电子步能量变化；假如输入文件是一个结构优化输出文件，当第一个离子步没完成或者刚完成时，输出的横坐标含义还是和单点输出一致。只有当完成两个离子步及以上时，横坐标的含义是每个离子步相对于第一个离子步的能量变化。如下是一个Ni的晶胞优化的输出文件。注意纵坐标单位是eV而不是Ry，第7个ionic step是QE做完晶胞优化后会再做一个单点的能量，这是体系最终的能量。
* 9号功能是对动能截断能、电子密度截断能做收敛性测试。输入格式请务必按照 e.g.提示的形式来，否则会有问题。对于PAW赝势，经验法则是电子密度截断能要为动能截断能的4倍；超软赝势则取动能截断能的8~12倍。输入动能截断能的形式如屏幕提示所示：截断能的起始值，扫描步长，截断能的终止值。比如输入30 5 40，则被扫描的动能截断能有“30，35，40”这三个值。注意这里的dual值，根据屏幕提示，这里不是要你输入电子密度截断能的值，而是输入一个倍数值，电子密度截断能=动能截断能*dual，因此按照刚才说的经验法则合理选取倍数。还有一点是假如你输入了多个dual，比如“4 8”，如果上步输入的动能截断能是 “30 5 40”，那么在30的动能截断能下，就会产生电子密度截断分别为“120 和240”的两个输入文件；同理对于动能截断能为35和40，因此总共的输入文件数量将是3*2=6个，被保存在了在当前目录下名为scan_ecut的目录中，产生的输入文件形式是{prefix}_{ecutwfc}_{ecutrho}.scf.in。此外，在scan_ecut的目录下，同样产生了用于pbs队列批量计算的脚本和gnuplot绘图脚本，对于不使用队列的用户来说，把sub_qe.sh脚本中做循环的那部分代码拿出来，然后自己建一个名为sub_qe.sh的可执行文件去批量计算即可。计算完成后，直接gnuplot scan_ecut.gp就可以绘制结果了。
* 10号功能是对于k点做收敛性测试，注意输入格式一定要写为1 1 1，2 3 4，3 3 3等此类样式。这个功能设计时就没有设计为像动能截断能扫描那种样式，那样运行反倒是不灵活的，比如第三个方向的k点每次扫描只取1。同9号功能，批量提交任务的脚本和gnuplot脚本也被输出到了scan_kp的目录下。产生的输入文件的命名形式是{prefix}_{kpoint}.scf.in。下面展示的是一个k点收敛性测试的结果：
以上就是目前为止添加的功能，欢迎大家的建议和意见！
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发表于 Post on 2022-4-4 17:35:23
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之前都是自己复制以前的输入文件改着用
楼主 Author
发表于 Post on 2022-4-12 02:18:59