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)

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TAPIOCATAPIOCA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

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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

TAPIOCATAPIOCAの起動 •  $  export  LIBGL_ALWAYS_INDIRECT=1  

（計算機によっては不要）  $  /home/apps/xTAPP/TAPIOCA/src/tapioca  &

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Quit  tapioca

TAPIOCARun  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  

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TAPIOCARun  TAPIOCA（２）

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TAPIOCARun  TAPIOCA（３）

•  DOSを見る  Choose  the  [file]  menu  Select  the  [Load  Dos  data…]  Open  Cu.bunpu.d.pdos  

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TAPIOCARun  TAPIOCA（４）

•  フェルミ面を見る  $  /home/apps/xTAPP/xTAPP-­‐u\l/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  

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TAPIOCARun  TAPIOCA（５）

Choose  the  [Graphics]  menu  Open  a  [Graphics  sefngs]  dialog  box  to  to  select  the  [Field]  

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Input  the  Fermi  energy  [Hatree]  See  Cu.str  (fort.99)

TAPIOCARun  TAPIOCA（６）

Fermi  Surface  of  Cu  

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TAPIOCATutorial  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）  

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TAPIOCATutorial  Si（２）

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Unit  [Å]

dialog  box  を閉じる  

TAPIOCATutorial  Si（３）

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[Atoms]  menu  を選択  [Atoms  sefngs]  dialog  box  において  [add]  buDon  を押す  

TAPIOCATutorial  Si（４）

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もう一度  [add]  を押す

Si  を入力

Si  を入力  もう一度  [add]  を押す

TAPIOCATutorial  Si（５）

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Input  coordinates  (0.25,  0.25,  0.25)

Input  coordinates  (0.25,  0.25,  0.25)  

TAPIOCATutorial  Si（６）

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[Lafce  sefngs]  dialog  box  の  [Symmetry]  を選択  

Select  S4

対称性を使わない  :    Select  S1

TAPIOCATutorial  Si（７）

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[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。  

TAPIOCATutorial  Si（８）

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[xTAPP  sefngs]  dialog  box  の  [TappInput2]  を選択  

TAPIOCATutorial  Si（９）

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[xTAPP  sefngs]  dialog  box  の  [SmplKpt]  を選択  

K-­‐point  :  4  x  4  x  4

TAPIOCATutorial  Si（１０）

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[xTAPP  sefngs]  dialog  box  の  [StructOpt]  を選択  

TAPIOCATutorial  Si（１１）

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[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

TAPIOCATutorial  Si（１２）

•  Pseudopoten\al  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)    

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TAPIOCATutorial  Si（１３）

•  バンド図の作成    Si.cg  を開く  

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TAPIOCATutorial  Si（１４）

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[Lafce  sefngs]  dialog  box  の  [Brillouin]  選択  

TAPIOCATutorial  Si（１５）

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Set  the  path  by  double  click  

Input  10

TAPIOCATutorial  Si（１７）

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Set  ‘none’

TAPIOCATutorial  Si（１８）

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TAPIOCATutorial  Si（１９）

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Set    iniWal_lpt  =  1

TAPIOCATutorial  Si（２０）

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[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

TAPIOCATutorial  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)  

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TAPIOCATutorial  Si（２２）

•  DOS  の作成    Si2.cg  を開く  

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TAPIOCATutorial  Si（２３）

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Set  ‘pdos’

TAPIOCATutorial  Si（２４）

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TAPIOCATutorial  Si（２５）

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Set    iniWal_wfn  =  1

TAPIOCATutorial  Si（２６）

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[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

TAPIOCATutorial  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-­‐u\l/wfchg2pdos/ltzpdos  Si.bunpu.p  300  -­‐0.8  0.8  0.010  

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TAPIOCACreate  Supercell（１）

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•  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  

TAPIOCACreate  Supercell（２）

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64原子の立方体セル

Primi\ve  cell

TAPIOCAImpurity  Hydrogen（１）

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[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)

TAPIOCAImpurity  Hydrogen（２）

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H

TAPIOCAImpurity  Hydrogen（３）

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[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_up\me  =  7.200000e+04  dos_band_upper  =  168  

TAPIOCAImpurity  Hydrogen（４）

•  Pseudopoten\al  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  

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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-­‐ini\a\ve.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。