1. TAPIOCA
xTAPPチュートリアル
第３回CCMS(柏)ハンズオン
（TAPIOCAのチュートリアル）
吉本芳英 (鳥取大学)
吉澤香奈子 (東大物性研)
1

2. TAPIOCA
TAPIOCAについて
• 専用のグラフィカルユーザーインターフェース(GUI)
と 3次元コンピュータ
グラフィックス(3DCG)によって、xTAPPのinputの設定や計算結果の確認
が簡単に行える。
主な機能
* インプットファイルの生成
* 結晶構造の表示
* 基本セルから拡張セルの作成
* DOSやバンドデータのグラフ表示
* 三次元フィールドデータ（密度、波動関数など）の可視化
* バンド図K点経路の作成
動作環境
Windows（Cygwin）、MacOS、Linux
Qt4（hDp://qt-­‐project.org/downloads）、LAPACK
が必要
マニュアル
/home/apps/xTAPP/doc/tapioca_manual.pdf
2

3. TAPIOCA
ファイルの入出力の概要
3
分子構造データ
*.xyz(XYZ形式) *.pdb(PDB形式)
計算設定データ
*.cg (TAPP入力形式)
三次元フィールド
*.dx (OpenDX形式) *.cube (Gaussian形式)
*.56 (TAPP出力形式)
バンドデータ
*.band (TAPP出力形式)
入力できるファイルの種類
計算設定データ
*.cg (TAPP入力形式)
三次元描画画面
image???.bmp(Windows Bitmap形式)(連番)
バンド図
*.bmp(Windows Bitmap形式)
*.eps(Encapsulated PostScript形式)
出力できるファイルの種類

4. TAPIOCA
TAPIOCAの起動
• $
export
LIBGL_ALWAYS_INDIRECT=1
（計算機によっては不要）
$
/home/apps/xTAPP/TAPIOCA/src/tapioca
&
4
Quit
tapioca

5. TAPIOCA
Run
TAPIOCA（１）
• Run
TAPIOCA
$
cd
$HOME/xTAPP/Cu
（the
directory
in
Cu.band
）
$
/home/apps/xTAPP/TAPIOCA/src/tapioca
&
• バンド図を見る
Choose
the
[file]
menu
Select
the
[Load
Band
data…]
Open
Cu.band
5

6. TAPIOCA
Run
TAPIOCA（２）
6

7. TAPIOCA
Run
TAPIOCA（３）
• DOSを見る
Choose
the
[file]
menu
Select
the
[Load
Dos
data…]
Open
Cu.bunpu.d.pdos
7

8. TAPIOCA
Run
TAPIOCA（４）
• フェルミ面を見る
$
/home/apps/xTAPP/xTAPP-­‐ul/fldtool/wfn2ee
cu
‘1
1
0’
‘1
0
1’
‘0
1
1’
‘-­‐16
-­‐16
-­‐16’
‘32
32
32’
Create
cu.???.ee.dx
???
:
band
index
Choose
the
[file]
menu
Select
the
[Load
Field
data…]
Open
the
Cu.6.ee.dx
8

9. TAPIOCA
Run
TAPIOCA（５）
Choose
the
[Graphics]
menu
Open
a
[Graphics
sefngs]
dialog
box
to
to
select
the
[Field]
9
Input
the
Fermi
energy
[Hatree]
See
Cu.str
(fort.99)

10. TAPIOCA
Run
TAPIOCA（６）
Fermi
Surface
of
Cu
10

11. TAPIOCA
Tutorial
Si（１）
• Run
TAPIOCA
$
mkdir
$HOME/xTAPP/Si
（working
directory）
$
cd
$HOME/xTAPP/Si
$
/home/apps/xTAPP/TAPIOCA/src/tapioca
&
• input
file
の作成
新しい構造を作るために
[Lafce]
menu
を選択
[Lafce
sefngs]
dialog
box
の
[Cell]
を選択
結晶構造を入力
[Lafce
sefngs]
dialog
box
を閉じる （セーブに相当）
11

12. TAPIOCA
Tutorial
Si（２）
12
Unit
[Å]
dialog
box
を閉じる

13. TAPIOCA
Tutorial
Si（３）
13
[Atoms]
menu
を選択
[Atoms
sefngs]
dialog
box
において
[add]
buDon
を押す

14. TAPIOCA
Tutorial
Si（４）
14
もう一度
[add]
を押す
Si
を入力
Si
を入力
もう一度
[add]
を押す

15. TAPIOCA
Tutorial
Si（５）
15
Input
coordinates
(0.25,
0.25,
0.25)
Input
coordinates
(0.25,
0.25,
0.25)

16. TAPIOCA
Tutorial
Si（６）
16
[Lafce
sefngs]
dialog
box
の
[Symmetry]
を選択
Select
S4
対称性を使わない
:
Select
S1

17. TAPIOCA
Tutorial
Si（７）
17
[TAPP]
menu
を選択
[xTAPP
sefngs]
dialog
box
の [TappInput1]
を選択
xTAPP
の
input
parameters
[expert]
buDon
:
詳しい設定が出来る。必要なければ押さなくても良い。

18. TAPIOCA
Tutorial
Si（８）
18
[xTAPP
sefngs]
dialog
box
の
[TappInput2]
を選択

19. TAPIOCA
Tutorial
Si（９）
19
[xTAPP
sefngs]
dialog
box
の
[SmplKpt]
を選択
K-­‐point
:
4
x
4
x
4

20. TAPIOCA
Tutorial
Si（１０）
20
[xTAPP
sefngs]
dialog
box
の
[StructOpt]
を選択

21. TAPIOCA
Tutorial
Si（１１）
21
[file]
menu
を開く
[Save
xTAPP
input
file]
を選択
input
file
(Si.cg)
を出力
$HOME/xTAPP/Si
に Si.cg
をセーブ

22. TAPIOCA
Tutorial
Si（１２）
• Pseudopotenal
file
を用意
$
cp
/home/apps/xTAPP/xTAPP-­‐PS/PS/ps-­‐Si
./
• Run
inipot
$
export
FORT10=./Si.cg
FORT34=./ps-­‐Si
$
mpirun
/home/apps/xTAPP/bin/inipot
>
inipot.log
• Run
cgmrpt
$
export
FORT10=./Si.cg
FORT11=./Si.lpt
FORT25=./Si.rho
$
export
FORT96=./Si.wfn
FORT99=./Si.str
$
export
OMP_NUM_THREADS
=
16
$
mpirun
-­‐np
1
/home/apps/xTAPP/bin/cgmrpt
>
cgmrpt.log
$
less
cgmrpt.log
(check
log
file)
22

23. TAPIOCA
Tutorial
Si（１３）
• バンド図の作成
Si.cg
を開く
23

24. TAPIOCA
Tutorial
Si（１４）
24
[Lafce
sefngs]
dialog
box
の
[Brillouin]
選択

25. TAPIOCA
Tutorial
Si（１５）
25
Set
the
path
by
double
click
Input
10

26. TAPIOCA
Tutorial
Si（１７）
26
Set
‘none’

27. TAPIOCA
Tutorial
Si（１８）
27

28. TAPIOCA
Tutorial
Si（１９）
28
Set
iniWal_lpt
=
1

29. TAPIOCA
Tutorial
Si（２０）
29
[file]
menu
を開く
[Save
xTAPP
input
file]
を選択
input
file
(Si2.cg)
を出力
$HOME/xTAPP/Si
に Si2.cg
をセーブ

30. TAPIOCA
Tutorial
Si（２１）
• Run
vbpef
$
cp
Si2.cg
Si.pef
（注意）デフォルトではvbpefはその入力ファイルにある構造データを使用することに注意
すること。cgmrptで構造最適化をしている場合、chain_calc
=
3と指定することで、vbpefは
cgmrptが構造最適化した構造データを引き継ぐようになる。このために必要なデータは
論理機番70に出力される。
$
export
FORT10=./Si.pef
FORT50=./Si.band
FORT58=./Si.wq
$
export
FORT11=./Si.lpt
FORT25=./Si.rho
$
mpirun
-­‐np
1
/home/apps/xTAPP/bin/vbpef
>
vbpef.log
$
less
vbpef.log
(check
log
file)
30

31. TAPIOCA
Tutorial
Si（２２）
• DOS
の作成
Si2.cg
を開く
31

32. TAPIOCA
Tutorial
Si（２３）
32
Set
‘pdos’

33. TAPIOCA
Tutorial
Si（２４）
33

34. TAPIOCA
Tutorial
Si（２５）
34
Set
iniWal_wfn
=
1

35. TAPIOCA
Tutorial
Si（２６）
35
[file]
menu
を開く
[Save
xTAPP
input
file]
を選択
input
file
(Si3.cg)
を出力
$HOME/xTAPP/Si
に Si3.cg
をセー
ブ

36. TAPIOCA
Tutorial
Si（２７）
• Run
wfn2chg
$
cp
Si3.cg
Si.w2c
$
cp
/home/apps/xTAPP/xTAPP-­‐PS/pwav/ps-­‐Si.pwav.p
./
$
export
FORT18=./ps-­‐Si.pwav.p
FORT95=./Si.wfn
$
export
FORT10=./Si.w2c
FORT55=./Si.bunpu.p
$
export
FORT11=./Si.lpt
FORT25=./Si.rho
$
export
OMP_NUM_THREADS
=
16
$
mpirun
-­‐np
1
/home/apps/xTAPP/bin/wfn2chg
>
wfn2chg.log
$
less
wfn2chg.log
(check
log
file)
Si.bunpu.p.pdos
を作る
$
/home/apps/xTAPP-­‐ul/wfchg2pdos/ltzpdos
Si.bunpu.p
300
-­‐0.8
0.8
0.010
36

37. TAPIOCA
Create
Supercell（１）
37
• input
file
(Si.cg)
を開く
[file]
menu
の
[Load
xTAPP
config
file]
を選択
• [Lafce]
menu
を選択
[Lafce
sefngs]
dialog
box
の
[Clustering]
を選択

38. TAPIOCA
Create
Supercell（２）
38
64原子の立方体セル
Primive
cell

39. TAPIOCA
Impurity
Hydrogen（１）
39
[Atoms]
menu
(
for
64
atoms
)
を選択
[Atoms
sefngs]
dialog
box
の [add]
buDon
を押す
Type
H
Input
coordinates
example:
(0.481534,
0.283882,
0.5)

40. TAPIOCA
Impurity
Hydrogen（２）
40
H

41. TAPIOCA
Impurity
Hydrogen（３）
41
[file]
menu
の
[Save
xTAPP
input
file]
を選択
input
file
(Si_64_H.cg)
を出力
Si_64_H.cg
を編集
number_band
=
168
control_upme
=
7.200000e+04
dos_band_upper
=
168

42. TAPIOCA
Impurity
Hydrogen（４）
• Pseudopotenal
file
を用意
$
cp
$HOME/xTAPP/xTAPP-­‐PS/PS/ps-­‐Si
./
$
cp
$HOME/xTAPP/xTAPP-­‐PS/PS/ps-­‐H
./
• Run
inipot
(input
file
Si_64_H.cg)
$
export
FORT10=./Si_64_H.cg
FORT34=./ps-­‐Si
FORT35=./ps-­‐H
$
mpirun
-­‐np
1
/home/apps/xTAPP/bin/inipot
>
inipot.log
• Run
cgmrpt
$
export
FORT10=./Si_64_H.cg
FORT11=./SiH.lpt
FORT25=./Si_64_H.rho
$
export
FORT96=./Si_64_H.wfn
FORT99=./Si_64_H.str
$
export
OMP_NUM_THREADS
=
16
$
mpirun
-­‐np
1
/home/apps/xTAPP/bin/cgmrpt
>
cgmrpt.log
$
less
cgmrpt.log
(check
log
file)
計算に時間がかかる
42

43. TAPIOCAxTAPPとTAPIOCAの
MateriAppsでの公開
• 物質科学シュミュレーションポータブルサイト
MateriApps
（hDp://ma.cms-­‐iniave.jp/ja）
「 xTAPP
Forum/
xTAPPフォーラム」で利用者と開発者が情報交換できる。