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X tapp lecture_20140226_tapioca

X
xTAPP
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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
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
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
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
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
TAPIOCA
Run	
  TAPIOCA(2)	
6
TAPIOCA
Run	
  TAPIOCA(3)	
•  DOSを見る	
  
Choose	
  the	
  [file]	
  menu	
  
Select	
  the	
  [Load	
  Dos	
  data…]	
  
Open	
  Cu.bunpu.d.pdos	
  
7
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
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)
TAPIOCA
Run	
  TAPIOCA(6)	
Fermi	
  Surface	
  of	
  Cu	
  
10
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
TAPIOCA
Tutorial	
  Si(2)	
12	
Unit	
  [Å]	
dialog	
  box	
  を閉じる	
  
TAPIOCA
Tutorial	
  Si(3)	
13	
[Atoms]	
  menu	
  を選択	
  
[Atoms	
  sefngs]	
  dialog	
  box	
  において	
  [add]	
  buDon	
  を押す	
  
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
TAPIOCA
Tutorial	
  Si(5)	
15	
Input	
  coordinates	
  
(0.25,	
  0.25,	
  0.25)	
Input	
  coordinates	
  
(0.25,	
  0.25,	
  0.25)	
  
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
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。 	
  
TAPIOCA
Tutorial	
  Si(8)	
18	
[xTAPP	
  sefngs]	
  dialog	
  box	
  の	
  [TappInput2]	
  を選択	
  
TAPIOCA
Tutorial	
  Si(9)	
19	
[xTAPP	
  sefngs]	
  dialog	
  box	
  の	
  [SmplKpt]	
  を選択	
  
K-­‐point	
  :	
  4	
  x	
  4	
  x	
  4
TAPIOCA
Tutorial	
  Si(10)	
20	
[xTAPP	
  sefngs]	
  dialog	
  box	
  の	
  [StructOpt]	
  を選択	
  
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
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
TAPIOCA
Tutorial	
  Si(13)	
•  バンド図の作成	
  
	
  
Si.cg	
  を開く	
  
23
TAPIOCA
Tutorial	
  Si(14)	
24	
[Lafce	
  sefngs]	
  dialog	
  box	
  の	
  [Brillouin]	
  選択	
  
TAPIOCA
Tutorial	
  Si(15)	
25	
Set	
  the	
  path	
  by	
  double	
  click	
  	
Input	
  10
TAPIOCA
Tutorial	
  Si(17)	
26	
Set	
  ‘none’
TAPIOCA
Tutorial	
  Si(18)	
27
TAPIOCA
Tutorial	
  Si(19)	
28	
Set	
  	
  iniWal_lpt	
  =	
  1
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
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
TAPIOCA
Tutorial	
  Si(22)	
•  DOS	
  の作成	
  
	
  
Si2.cg	
  を開く	
  
31
TAPIOCA
Tutorial	
  Si(23)	
32	
Set	
  ‘pdos’
TAPIOCA
Tutorial	
  Si(24)	
33
TAPIOCA
Tutorial	
  Si(25)	
34	
Set	
  	
  iniWal_wfn	
  =	
  1
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
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
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	
  
TAPIOCA
Create	
  Supercell(2)	
38	
64原子の立方体セル	
Primive	
  cell
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)
TAPIOCA
Impurity	
  Hydrogen(2)	
40	
H
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	
  
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
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。

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