拉曼谱的第一性原理计算教程 (1).pdf

拉曼谱的第一性原理计算教程 李云廷 湘潭大学 QQ: 2296374746 1.资源下载网址 采用第一性原理计算拉曼谱共分为四个步骤： （1）结构优化； （2）声子谱计算； （3）拉曼谱计算； （4）数据处理。 需要的计算工具脚本及相关下载网址如下： 结构优化采用Vasp5.2.12 软件; Phonopy 环境安装软件仅需Anaconda 安装包(Python2.6 版本)，下载网址： Anaconda: /download/#linux Phonopy 软件包(Python2.6 版本)下载网址： Phonopy: /project/phonopy/#files Raman 计算程序介绍和下载网址： vasp_raman.py: /raman-sc/VASP#global-variables 我采用的是分离计算模式，方法网址如下： /raman-sc/VASP/tree/master/Cyclopentadiene 具体计算方法见如下网址： /raman-sc/VASP#global-variables 2.计算步骤 这里我采用石墨烯进行计算。 2.1 结构优化 2.2 声子谱计算 将优化好的CONTCAR 拷贝到1_Phonon 文件夹中，命名为POSCAR-unitcell， 声子谱计算文件如下： 采用如下脚本进行声子谱计算，脚本run_phonon.sh 如下： 这里扩成 1X1X1(举例)的超胞，算完后，将 OUTCAR.phon，POSCAR.phon， KPOINTS 和POTCAR 拷贝到2_Raman 文件夹中，2_Raman 文件夹内容如下： 2.3 拉曼谱计算 INCAR.raman 文件如下： 查看OUTCAR.phon 中计算的体系Gamma 点振动频率个数，比如石墨烯原胞 共有2 个原子，那么频率个数为23=6 个，3 个声学支和6-3=3 个光学支。采 用脚本raman.sh 和raman_sub.sh 运行计算。脚本raman.sh 内容如下： 脚本raman_sub.sh 内容如下： 执行如下命令在后台进行Raman 谱计算： nohup sh raman_sub.sh 得到如下图所示的一系列文件： 算完后，运行sh raman_gather.sh 综合vasp_raman.dat 和OUTCAR.*数据： 文件夹Raman_Backup 中内容如下： 然后运行如下图所示命令得到拉曼数据和图(Raman.ps)： 文件vasp_raman.dat-broaden.dat 即为拉曼谱数据，可用Origin 作图： 文件Raman.ps 为强度(Intensity)-频率(Frequency)图： 注释： 程序vasp_raman.py 所需的环境变量如下： VASP_RAMAN_PARAMS=FIRST-MODE_LAST-MODE_NDERIV_STEPSIZE 其中 FIRST_MODE -- 整数, 所计算的极化率倒数的第一个模式； LAST-MODE -- 整数, 所计算的极化率倒数的最后一个模式； NDERIV -- 有限差分格式，目前只支持值2 ； STEPSIZE – 浮点数，有限差分的步长，单位为埃。 例子：VASP_RAMAN_PARAMS=01_06_2_0.01 VASP_RAMAN_RUN 执行vasp 计算的参量， 例子：VASP_RAMAN_RUN=mpirun -np 32 vasp_vtst job.out Modes[0]=’01_06’: 从第1 个模式到第6 个模式。 ***声子谱和拉曼谱的 INCAR*文件中必须要有参数 NWRITE 3，拉曼谱计算才 能顺利进行。