6.17. 固体 ‣ Quantum ESPRESSO メニュー¶

Quantum ESPRESSOに関するメニューです。

Quantum ESPRESSOをインストールする方法はインストールに記載しています。

6.17.1. キーワード設定¶

Quantum ESPRESSOの計算条件を設定します。設定後、すぐに計算を実行する場合は Run ボタン、一旦メインウィンドウに戻る場合は OK ボタンを押してください。

Run をクリックしたときの挙動は実行を参照してください。

Reset ボタンでデフォルトの状態に戻ります。 Save ボタンでForce Fieldを除く設定を保存します。 Load ボタンで Save にて保存した設定を読み込みます。

キーワード表示エリアに表示されているQuantum ESPRESSOのキーワードと本機能のウィンドウに設定された内容が異なる場合は、キーワード表示エリアからキーワードを読み込むか尋ねられます。

本機能を呼び出すときに、メインウィンドウに表示された構造がプリミティブセルに変化できる場合は、自動で格子を変換が実行されます。

Output Directory

データの出力先フォルダ(outdir)を指定すると同時に、ジョブの新規・継続実行を指定します。

Create

新規にデータの出力先フォルダを作成します。outdirは新規フォルダに設定されます。

Continue

メイン画面に読み込まれている、直前に実行されたQEのジョブを継続します。outdirは直前に実行されたジョブのoutdirに設定されます。

Select...

開いたダイアログで指定したフォルダを出力先に指定し、そのフォルダのデータからジョブを継続します。outdirはここで指定したものに設定されます。

Preset

設定のプリセットを選択します。

Use MPI

QEの実行時にMPIを用いて並列計算を実行するか指定します。横の欄にはMPIプロセス数を入力します。

Basicタブ

calculation

計算の種類を選択します。

Use nbnd

バンド数を指定します。チェックを入れない場合は自動で設定されます。括弧内に選択されたは擬ポテンシャルを使用したときの価電子数が表示される。価電子数の自動計算に失敗した場合はN/Aと表示される。

K_POINTS

K点の指定方法をプルダウンから選び、下のテキストボックスにQEの書式でK点を指定します。 gammaの場合はΓ点のみで計算されます。 automaticの場合は「(kx方向の分割数) (ky方向の分割数) (kz方向の分割数) (kx方向のシフトフラグ) (ky方向のシフトフラグ) (kz方向のシフトフラグ)」（スペース区切り）を入力します。シフトフラグは0のときにシフトなし（k点がΓ点を含む）、1のときにシフトあり（k点がΓ点を跨ぐ）となります。その他詳細はpw.xのマニュアルまたはQEインストールフォルダ以下のdoc/brillouin_zones.pdfをご参照ください。

Set default k-path

メインウィンドウに表示されている結晶について検出されたブラベー格子（ibrav）のデフォルトのk点パスをUserPref/kpath_default.txtから取得して設定します。

nosym

空間対称性の利用の有無を指定します。

noinv

時間反転対称性の利用の有無を指定します。

Set ibrav = ... and celldm

メインウィンドウにプリミティブセルが表示されていて、チェックが入っている場合は、適当なibravとcelldmを設定します。チェックが入っていない場合は、ibrav=0とし、CELL_PARAMETERSを設定します。

ecutwfc

波動関数の計算時の平面波のカットオフエネルギーを指定します。

ecutrho

電子密度およびポテンシャル計算時の平面波のカットオフエネルギーを指定します。

tot_charge

シミュレーションセル内の系全体の電荷を指定します。

occupations

金属の場合はsmearing, DOS計算の場合はtetrahedronを指定します。

ion_dynamics

イオン（原子核）位置を変化させるアルゴリズムを指定します。

cell_dynamics

シミュレーションセルを変化させるアルゴリズムを指定します。

tprnfor

力を計算します。

tstress

圧力テンソルを計算します。

Advanceタブ

conv_thr

SCF計算時のエネルギーの許容誤差を指定します。

etot_conv_thr

構造最適化(relax)計算時のエネルギーの許容誤差を指定します。

forc_conv_thr

構造最適化(relax)計算時の力の許容誤差を指定します。

press_conv_thr

セルの構造最適化(relax-vc)計算時の圧力の許容誤差を指定します。

electron_maxstep

SCF計算の最大反復数を指定します。

nstep

構造最適化(relax)計算の最大ステップ数およびMD計算のステップ数を指定します。

upscale

構造最適化(relax)計算の最中にconv_thrを自動的に小さくする際の係数を指定します。

diagonalozation

対角化アルゴリズムを指定します。

lspinorb

ノンコリニア計算時にスピン軌道相互作用付きの擬ポテンシャルファイルを使えるようにします。

smearing

占有平滑化(smearing)の方法を指定します。

degauss

占有平滑化のパラメータを指定します。

mixing_beta

SCF計算における新旧のKS軌道の混合比を指定します。1に近いほど予測値の割合が大きくなります。

mixing_mode

新旧のKS軌道の混合アルゴリズムを指定します。

vdw_corr

ファンデルワールス（分散）力の補正方法を指定します。

Use input_dft

チェックを入れた場合は、汎関数の設定を擬ポテンシャルファイルに書かれた設定に対し上書きします。

cell_dofree

シミュレーションセルを動かす際の自由度（方向）を指定します。

Use cell_factor

擬ポテンシャルテーブルの構築パラメータを明示的に指定します。vc-relax（セルサイズの変化を伴う構造最適化計算）の際に大きい値を設定した方がいい場合があります。

Spin/DFT+Uタブ

nspin

スピン分極計算の設定をします。

Use tot_magnetization

チェックを入れた場合は、ここで系全体の磁化を指定します。チェックしない場合はstarting_magnetizationを指定します。

starting_magnetization

各原子種の磁化の初期値を与えます。

lda_plus_u

LDA+U計算を実行します。

Hubbard_U/alpha

各原子種のHubbardのUおよびalphaパラメータを指定します。

Phononタブ

Run Phonon Calculation as Postprocess

フォノン計算を実行します。具体的には、pw.xを実行した後にph.xを実行します。この項目を有効にするためには、CalculationにSCFまたはrelaxを選ぶ必要があります。 ph.xなどの入出力ファイルは作業ディレクトリ内に作成されます。

Threshold

フォノン計算の打ち切り誤差を指定します。

Calc Macroscopic Dielectric Constant

フォノン計算から得られる誘電率を計算します。

Calc Non-resonant Raman

Ramanスペクトルの計算を含めます。

Acoustic Sum Rule

フォノン計算後のスペクトル算出時（dynmat.x）のAcoustic Sum Ruleの与え方を指定します。フォノン計算そのものには影響を与えません。

Calc Phonon Dispersion

フォノン分散を計算します。フォノンバンド構造、フォノン状態密度を取得するためにはこれを指定する必要があります。

K Points (Dispersion)

フォノン分散の計算時のK点の数を指定します。

Dynamicsタブ

Simulation Package

MD計算に使用する計算パッケージを指定します。cp.xの場合はCPMD法を使います。

dt

MD計算の時間刻みをatomic unitで指定します。

tempw

MD計算で温度制御を指定した際の目標温度を指定します。

press

MD計算で圧力制御を指定した際の目標圧力を指定します。

ion_temperature

MD計算のイオン（原子核）の温度制御方法を指定します。

ion_velocities

MD計算のイオンの初速度を指定します。

tolp

温度制御時の温度の許容値を指定します。

pot_extrapolation

Born-Oppenheimer MD使用時のポテンシャルの外挿方法を指定します。

wfc_extrapolation

Born-Oppenheimer MD使用時の波動関数の外挿方法を指定します。

electron_dynamics

Car-Parrinello MD使用時のKS軌道を変化させるアルゴリズムを指定します。

electron_velocities

Car-Parrinello MD使用時の電子の初速度を指定します。

emass

Car-Parrinello MD使用時の電子の仮想質量を指定します。

emass_cutoff

Car-Parrinello MD計算時の電子の仮想質量のカットオフ値を指定します。

orthogonalization

行列計算（正規直交化）の方法を指定します。

ESMタブ

assume_isolated=esm

ESM(Effective Screening Medium, 有効遮蔽媒質)法を使用する場合はチェックを入れます。

esm_bc

ESM法で使われる境界条件の種類を指定します。

esm_efield

電場を指定します。

lfcpopt

化学ポテンシャル一定(constant mu)計算を実施します。初期の系全体の電荷はBasicタブのtot_chargeで指定されます。

fcp_mu

化学ポテンシャル一定計算でのフェルミエネルギーの目標値を設定します。

Enter Relative Potential...

Target Fermi Energyの入力をサポートします。まず、電圧0での計算のログファイルを指定し、電圧0でのフェルミエネルギーを取得します。次に、印加電圧を入力します。これら2つの情報から、Target Fermi Energyを算出します。

RISM(1)タブ

trism=.True.

RISM計算を有効にします。ESM-RISM計算を実行する際は、ここにチェックを入れ、 ESM タブの assume_isolated=esm にもチェックを入れてください。

closure

RISM計算で使用するクロージャを選択します。

tempv

RISM計算の温度を指定します。

solv

RISM計算のカットオフエネルギーを指定します。

solute_lj

溶質（DFT領域）のLJパラメータを指定します。 none を選択した場合は、その下の solute_epsilon と solute_sigma にLJパラメータを入力してください。

nsolv

溶媒の分子種の数を指定します。

SOLVENTS

Density の単位をプルダウンから選択し、各溶媒分子種の密度（濃度）とMOLファイルの名前を指定します。MOLファイルは下の Directory for MOL Files で指定したフォルダに収められている必要があります。

Directory for MOL Files

SOLVENTS で選択できるMOLファイルを収めたフォルダを指定します。

RISM(2)タブ

laue_expand_right/left

ESM-RISM計算における溶媒領域の遠方側の端の位置を指定します。

laue_starting_right/left

ESM-RISM計算における溶媒領域の開始位置を指定します。

laue_buffer_right/left

ESM-RISM計算における溶媒のバッファ領域の位置を指定します。

Run only 1D-RISM

ここをチェックした場合は、pw.xの代わりに1drism.xを実行します。DFT計算は実行されません。溶媒原子間相関関数や溶媒間の化学ポテンシャルのみを知りたいときに有効です。

rism3d_conv_level

SCF計算の各ステップにおける3D-RISM計算の打ち切り誤差を、動的に変化させる際のパラメータを指定します。

rism1d/rism3d_maxstep

1Dおよび3D-RISMの最大反復回数を指定します。

rism1d/rism3d_conv_thr

1Dおよび3D-RISMの打切り誤差を指定します。

mdiis1d/3d_size

MDIISアルゴリズムによるRISM計算の収束パラメータを指定します。

mdiis1d/3d_step

MDIISアルゴリズムによるRISM計算の収束パラメータを指定します。

Otherタブ

QEの入力ファイルの書式（FORTRANのnamelist形式）で、その他の設定を記入します。記入例は、ポインタを重ねると表示されます。

Options

Verbosity

QEが出力する情報量を指定します。

atomic_position unit

ATOMIC_POSITIONSおよびCELL_PARAMETERSの単位を指定します。

Use max_seconds

チェックを入れた場合、ここに入力した秒数の経過後QEの処理が中断されます。

Make a Backup of Working Directory

Output DirectoryがCreateの際に、作成される_qe_dataフォルダが既に存在する場合、フォルダ名末尾に数字を付加して既に存在するフォルダをバックアップします。

Dump all files for remote

Linux環境でのジョブ実行に必要なファイルを出力します。リモートジョブ投入機能で生成されるファイルと同じファイルが出力されます。

Open k-path file

ibrav（ブラべ格子）の種類ごとにデフォルトで指定するk点パスを記述する設定ファイル（UserPref/kpath_default.txt）を開きます。UserPref/kpath_default.txtが存在しない場合はwmx/kpath_default.txtからコピーされます。

Use RISM-enabled QE

RISMが実装されたQEを使う場合にチェックを入れます。

Propertiesタブ

Calculate these properties after pw.x

pw.x実行直後に実行されるポスト処理を選択します。ここで選択した処理の各種パラメータは右のParameter/Value欄にて指定します。

Pseudo Potentialsタブ

Mass

各元素の質量を指定します。

Default

標準的な質量を設定します。

Light

全元素の質量を1に設定します。イオンの構造緩和の促進などの目的で使われます。

Manual

下のリスト内で、各元素に対し、ユーザーが個別に質量を設定します。

Pseudo Potential

系内の全元素に共通して存在する種類の擬ポテンシャルをプルダウンで選択できます。 (Manual)を選んだ場合は、下のリスト内で、各元素に対し、ユーザーが個別に擬ポテンシャルを設定します。擬ポテンシャルファイルは、pseudo Directoryで指定したフォルダの中から検索されます。 UserPref/qe_pseudo_priority_list.txtの先頭に書かれたものが優先的に選択されます。

Reload pseudo Files

pseudo Directoryで指定したフォルダに配置された擬ポテンシャルファイルを再度読み込みます。

pseudo Directory

擬ポテンシャルファイルを配置するフォルダを指定します。 pseudo in QE's directory の場合は、QEのインストールディレクトリ以下のpseudoフォルダを用います。 (select...) の場合は、ダイアログで選択したディレクトリを用います。

Open Pseudo Directory

pseudo Directoryで指定したフォルダを開きます。

Download Pseudo Files

擬ポテンシャルファイルをダウンロードしてインストールします。

Open Priority List

UserPref/qe_pseudo_priority.txtを開きます。存在しない場合はwmx/qe_pseudo_priority.txtからコピーされます。

6.17.2. 実行¶

Quantum ESPRESSOを実行します。状況に応じて実行方法が異なります。

CPMDを選択したときは cp.x 、それ以外の時は pw.x が実行されます。

（デフォルト） Output Directory = Create の時は、作業ディレクトリを新規に作成して計算を実行します。

Output Directory = Continue の時は、その時メインウィンドウで開いている入力ファイルのoutdirを作業ディレクトリとして使用します。

Output Directory = Select の時は、選択したフォルダを作業ディレクトリ（outdir）として使用します。

実行に伴い以下のファイルが生成されます。例として入力ファイルが si.pwin の時のファイル/フォルダ名を併記しています。

種類説明

pwoutファイル

si.pwout

計算のログファイルです。

batファイル

si.bat

Quantum ESPRESSOを実行するためのバッチファイルです。

作業ディレクトリ

si_qe_data\

作業ディレクトリです。

作業ディレクトリには以下のファイルが生成されます。ここでは主要なファイルのみ示しています。

種類説明

擬ポテンシャルファイル

*.UPF

計算に使用する擬ポテンシャルファイルは

ここにコピーされ、ESPRESSO_PSEUDO環境変数は

作業ディレクトリに設定されます。

gmx_tmp.mdp

計算条件を指定するファイルです。

pw_bands.in

ポスト処理でbands計算を実行する際の入力ファイルです。

pw_bands.out

pw_bands.in のログファイルです。

pw_dos.in

ポスト処理でdos計算を実行する際の入力ファイルです。

pw_dos.out

pw_dos.in のログファイルです。

ph.in

ポスト処理で ph.x を用いてフォノン計算を

実行する際の入力ファイルです。

ph.out

ph.in のログファイルです。

ヒント

作業ディレクトリ

作業ディレクトリとは、メインウィンドウで開かれているファイルの名前に接尾辞を加えた名前のフォルダです。

接尾辞はソルバの種類により変わります。

例えばGromacsの場合は、メインウィンドウで開かれているファイルが aaa.gro で、接尾辞が _gmx_tmp の場合、作業ディレクトリの名前は aaa_gmx_tmp となります。

メインウィンドウで開かれているファイルと同じ階層に置かれている必要があります。

継続ジョブの時も同名の作業ディレクトリで処理が流れますが、デフォルトでは継続ジョブの実施直前に、直前のジョブの作業ディレクトリのバックアップが作成されます。

バックアップの名前は、重複する名前が存在しない範囲で一番小さい番号が付いたものになります。例えば、作業ディレクトリが aaa_gmx_tmp のときは aaa_gmx_tmp1 となります。

番号が付いていないディレクトリが常に最新のものとなります。

ジョブは Winmostar Job Manager を通じて実行されます。

6.17.3. ログを表示 (pwout)¶

ログファイルをテキストエディタで開きます。

6.17.4. アニメーション¶

ログファイルの情報から構造最適化、BOMD計算等のアニメーションを作成し表示します。

CPMDの場合は CPMDアニメーション(pos) を使用してください。

アニメーション表示の操作方法は Animationウィンドウを参照してください。

6.17.5. SCFエネルギー変化¶

ログファイルを選択し、total energyのグラフを表示します。

CPMDの場合は CPMDエネルギー変化(evp) を使用してください。

Draw

グラフを表示します。必要に応じて結果解析用プログラムが実行されます。

Close

ウィンドウを閉じます。

グラフ描画エリアの操作方法はグラフの操作方法を参照してください。

6.17.6. 電子密度¶

作業ディレクトリ(outdir)を指定し、等電子密度面を表示します。

バックグラウンドではpp.xが流れ、cubeファイルが生成されます。

サブウィンドウの操作方法は MO Plotウィンドウを参照してください。

6.17.7. Lowdin電荷¶

作業ディレクトリ(outdir)を指定し、点電荷を算出・表示します。

バックグラウンドでprojwfc.xが流れます。

6.17.8. ポテンシャルエネルギー分布¶

作業ディレクトリ(outdir)とSCF計算のログファイルを指定し、z軸方向のポテンシャルエネルギー分布を表示します。

SCF計算のログからはフェルミエネルギーを取得します。フェルミエネルギーとポテンシャルエネルギー分布の最大値の差を、仕事関数の推定値として表示します。バックグラウンドでpp.xとaverage.xが流れます。

Draw

グラフを表示します。必要に応じて結果解析用プログラムが実行されます。

Close

ウィンドウを閉じます。

グラフ描画エリアの操作方法はグラフの操作方法を参照してください。

6.17.9. バンド構造¶

作業ディレクトリ(outdir)とSCF計算のログファイルを指定し、バンド構造を表示します。

事前にcalculation=bandsで計算が終了している必要があります。 SCF計算のログファイルからはフェルミエネルギーを取得します。バックグラウンドでbands.xが流れます。

Draw

グラフを表示します。必要に応じて結果解析用プログラムが実行されます。

Close

ウィンドウを閉じます。

グラフ描画エリアの操作方法はグラフの操作方法を参照してください。

6.17.10. 状態密度¶

作業ディレクトリ(outdir)とSCF計算のログファイルを指定し、状態密度を表示します。

SCF計算のログファイルからはフェルミエネルギーを取得します。バックグラウンドでdos.xが流れます。

Draw

グラフを表示します。必要に応じて結果解析用プログラムが実行されます。

Close

ウィンドウを閉じます。

グラフ描画エリアの操作方法はグラフの操作方法を参照してください。

6.17.11. 部分状態密度¶

作業ディレクトリ(outdir)とSCF計算のログファイルを指定し、部分状態密度(PDOS)を表示します。

SCF計算のログからはフェルミエネルギーを取得します。バックグラウンドでprojwfc.xが流れます。

Draw

グラフを表示します。必要に応じて結果解析用プログラムが実行されます。

Close

ウィンドウを閉じます。

グラフ描画エリアの操作方法はグラフの操作方法を参照してください。

6.17.12. フェルミ面¶

SCF計算とbands計算のログファイルを指定し、フェルミ面を表示します。

フェルミ面の表示には FermiSurfer を使用します。 # of K Points にbands計算時のk点分割数を指定し、 Calc ボタンを押すとフェルミ面が表示されます。

6.17.13. 誘電関数¶

誘電関数計算後の作業ディレクトリを指定し、誘電関数を表示します。

Direction

取得する誘電関数の方向を指定します。

Draw

グラフを表示します。必要に応じて結果解析用プログラムが実行されます。

Close

ウィンドウを閉じます。

グラフ描画エリアの操作方法はグラフの操作方法を参照してください。

6.17.14. IR/ラマンスペクトル¶

フォノン計算後の作業ディレクトリとSCF計算のログを指定し、IRおよびラマンスペクトルを表示します。

サブウィンドウの操作方法は IR Spectrumウィンドウを参照してください。

6.17.15. フォノン分散曲線¶

フォノン分散計算後の作業ディレクトリを指定し、フォノン分散曲線を表示します。

ASR

適用するAcoustic Sum Ruleの種類を指定します。

K Points

取得する分散曲線のパスを指定します。各行には、x, y, z成分をそれぞれ2pi/aの単位で記述し、その横に次の点までの間の分割数を記述します。（合計4カラムをスペース区切りで入力）

Draw

グラフを表示します。必要に応じて結果解析用プログラムが実行されます。

Close

ウィンドウを閉じます。

グラフ描画エリアの操作方法はグラフの操作方法を参照してください。

6.17.16. フォノン状態密度¶

フォノン分散計算後の作業ディレクトリを指定し、フォノン状態密度を表示します。

ASR

適用するAcoustic Sum Ruleの種類を指定します。

K Points

フォノンDOS計算時のK点の分割数を指定します。

Draw

グラフを表示します。必要に応じて結果解析用プログラムが実行されます。

Close

ウィンドウを閉じます。

グラフ描画エリアの操作方法はグラフの操作方法を参照してください。

6.17.17. 電荷/エネルギー分布 (esm1)¶

ESM計算（assume_isolated=esm）で出力されるesm1ファイルを指定し、z軸方向の電荷またはエネルギーの分布を表示します。

2つのesm1ファイルの差をプロットすることもできます。

Draw

グラフを表示します。必要に応じて結果解析用プログラムが実行されます。

Close

ウィンドウを閉じます。

グラフ描画エリアの操作方法はグラフの操作方法を参照してください。

6.17.18. 溶媒原子間相関関数 (1drism)¶

RISM計算（trism=.True.）で出力される1drismファイルを用いてRISM領域の原子間相関関数(動径分布関数)を算出します。

Obtain Chemical Potentials

溶媒分子間の化学ポテンシャルをcsv形式で出力します。

Draw

グラフを表示します。必要に応じて結果解析用プログラムが実行されます。

Close

ウィンドウを閉じます。

グラフ描画エリアの操作方法はグラフの操作方法を参照してください。

6.17.19. 溶媒密度/エネルギー分布(rism1)¶

RISM計算（trism=.True.）で出力されるrism1ファイルを用いて、DFT領域-RISM領域が接する方向（界面垂直方向）の溶媒密度・エネルギー・電荷を算出します。

Draw

グラフを表示します。必要に応じて結果解析用プログラムが実行されます。

Close

ウィンドウを閉じます。

グラフ描画エリアの操作方法はグラフの操作方法を参照してください。

6.17.20. MOLファイルを作成¶

RISM計算（trism=.True.）で使用される溶媒のMOLファイルを作成します。溶媒分子を1分子メインウィンドウに作成した上で本機能を呼び出してください。LAMMPSのdata形式を入力にする際には Use parameters in displayed file にチェックを入れてください。

作成したファイルはMOLファイルのキーワード設定ウィンドウの RISM(1) タブの Directory for MOL Files で指定したフォルダに配置してください。

6.17.21. CPMDアニメーション(pos)¶

CPMDのposファイルとcelファイルを指定し、アニメーションを表示します。

pw.xの結果を表示する場合はアニメーションを使用してください。

アニメーション表示の操作方法は Animationウィンドウを参照してください。

6.17.22. CPMDエネルギー変化(evp)¶

CPMDのevpファイルを指定し、各種エネルギーの時間変化を表示します。

Draw

グラフを表示します。必要に応じて結果解析用プログラムが実行されます。

Close

ウィンドウを閉じます。

グラフ描画エリアの操作方法はグラフの操作方法を参照してください。

6.17.23. NEBキーワード設定¶

NEB計算の条件を設定します。

始状態と終状態それぞれの構造最適化計算を終えた状態で設定してください。

6.17.24. NEB実行¶

neb.xを用いてNEB計算を実行します。

6.17.25. 遷移状態（NEB）¶

NEB計算後のファイルを指定し、反応座標に沿ったエネルギーと原子構造の変化を表示します。

アニメーション表示の操作方法は Animationウィンドウを参照してください。