VASP+phonopy计算声子群速与数据导出

经验分享

在材料计算中声子谱是一种常用手段来评估材料的动力学稳定性，声子谱的计算大多采用vasp+phonopy的计算方式。通常在声子计算中声子群速等也具有一定的分析意义，笔者在翻阅一些相关内容的经验贴上并结合phonopy manual内容总结了一下有关声子群速的计算，并借助vaspkit 导出有关声速的数据。

    在phonopy manual中有详细介绍该软件相关Group Velocity的计算方法，和计算有关的计算方式

q点处的群速度用这个标签计算。群速度被写入一个yaml文件，该文件对应于笛卡尔坐标下的运行模式。物理单位取决于输入文件的物理单位和频率转换因子，但如果只是使用VASP和默认设置(例如，THz表示声子频率)，那么物理单位将是Angstrom THz。

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GROUP_VELOCITY = .TRUE.

GV_DELTA_Q = 0.01

    GV_DELTA_Q给出了有限差分法的倒数距离。缺省值是1e-4。

而且具体使用过程中，关于执行命令还有执行文件的tag内容还有一些可替换的关系,--gv, --group_velocity 可在执行计算命令时替代执行文件中的GROUP_VELOCITY = .TRUE.内容， --gv_delta_q 可在执行计算命令时替代执行文件中的(GV_DELTA_Q)内容

    这里以石墨烯为计算案例，准备原胞的POSCAR文件如下

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New structure                           

   1.00000000000000     

     2.4684502475083727    0.0000000000000998    0.0000000000000000

    -1.2342251238042716    2.1377406223148996    0.0000000000000000

     0.0000000000000000    0.0000000000000000    9.9316514831268048

   C 

     2

Direct

  0.0000000000000000  0.0000000000000000  0.5000000000000000

  0.3333333429999996  0.6666666269999979  0.5000000000000000

扩包4X4X1后进行声子谱计算，然后可以得到声子谱与声子态密度，扩包后的模型结构以及声子谱声子态密度如下图

在计算声子谱过程中使用的声子能带路径文件为vaspkit提供的路径模版并加以改动

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NPOINTS = 501

DIM =  4 4 1

BAND = 0.000000 0.000000 0.000000 0.500000 0.000000 0.000000 0.333333 0.333333 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000

BAND_LABELS = $\Gamma$ M K $\Gamma$

MP = 21 21 21

TETRAHEDRON = .TRUE.

#PDOS = 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

BAND_CONNECTION = .TRUE.

FORCE_CONSTANTS = READ

# FORCE_SETS = READ

# IRREPS = 0  0  0

# SHOW_IRREPS = .TRUE.

# LITTLE_COGROUP = .TRUE.




按照phonopy manual的说明我们可以在这个文件内最后加入GROUP_VELOCITY = .TRUE.和GV_DELTA_Q = 0.01 ，或者在执行命令的命令后面最添加--gv 和--gv_delta_q="0.01"(可省略) 然后重新执行对声子谱的计算。然后我们可以在phonopy.yaml文件中看到phonopy在计算声子谱的过程中考虑到了群速度

    同时在计算声子谱中phonopy所储存的数据文件mesh.yaml和band.yaml文件中也保存了有关群速度的相关信息。

    然后我们使用vaspkit的Sort Phonon Band Structure for Phononpy功能处理计算的结果并导出group velocity数据，

在运行过程中我们可以看到软件说明 find group velocity 并写入输出文件中。