MateriApps: OpenMXを利用した第一原理計算の簡単な実習
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CCMSハンズオン: MateriApps LIVE!による物質科学シミュレーション
MateriApps: OpenMXを利用した第一原理計算の簡単な実習
- 2. 本日のメニュー
- 3. 第一原理計算 (First-principles calculation) • 電子状態計算（いわゆる第一原理計算） • 密度汎関数法(Density Functional Theory, DFT)に基づく • 計算できる量は多岐にわたる • 多くのアプリケーションが存在する（資料も参照） • VASP：もっとも普及しているアプリ。擬ポテンシャル法。有償。 • Wien2k：全電子計算手法。精度が高い。有償。 • Quantum ESPRESSO : 無償。MateriApps LIVE!に収録。 • OpenMX：物性研究所の尾崎泰助先生が中心となって開発。 擬ポテンシャル法。無償。 MateriApps Live!に収録されている。
- 5. 結晶構造データの取得 • 「スタートメニュー」→「Database」→「MatNavi」 • 物材機構のMaterial Naviが立ち上がります • はじめて利用する場合は下記の手順で登録（いつも使うOSのブラウザでOK） • 右にある「新規ユーザ」中の 「新規ユーザ登録」を押す • 「同意する」を押す • 必要事項を入力して 登録ボタンを押す • メールが来るのを確認 • Liveにもどり、MatNaviの「無機材料 データベース(AtomWork)」をクリック • ログインボタンを押す • ユーザ名（メールアドレス）と 設定したパスワードを入力
- 6. データベースの画面 うまくいくと、下記の検索画面がでます 使い方は簡単 １．検索したい物質の元素名を列挙 例：PbTiO_3 → Pb Ti O (元素の間はスペースをあける) ２．「Search materials」を押す
- 9. ダイアモンドの結晶構造(3) 一番下に結晶構造データがある このボタンを押すとcifファイルが ダウンロードされる cifファイルとは？ ・Crystallographic Information File ・ユニットセル・対称性・原子位置 などの情報を含む ・VESTAを始めとして多くのソフト で可視化することができる 初回はホップアップの注意がでる 注意の右側の「Preferences」を押し 「Allow pop-ups ….」を選択し、 再度(CIF)のボタンを押す
- 11. ファイルの変換 • スタートメニュー→「MateriApps」→「C-Tools」→起動画面がでてくる • 「load」→ファイルのタイプを Crystal sturcture file(*.cif)にする • 「Downloads」フォルダ中にある さきほどダウンロードしたファイル （名前変えていればCdia.cif）を選択 • 上図のような画面がでれば成功 マウスでグリグリできます • 「save」→ファイルのタイプを OpenMX input file(*.dat)にする • 上のLook in:のよこの欄をクリックし 「/home/user」を選択（ホームにする） ファイル名を「Cdia.dat」をしてセーブ （下図）
- 12. OpenMXの実行 • スタートメニュー→「Accessories」→「LXTerminal」 • 「openmx Cdia.dat」とうち、リターン（上図） • 計算がはじまる（２分程度）→正常に終了すれば下図のようになる
- 13. 計算結果をみてみよう • スタートメニュー→「Education」→「VESTA」（可視化ソフト） • VESTAのなかで「file」→「Open」→「Cdia.dat.tden.cube」を選択 →「Open」ボタンを押す→なにか表示されたら成功 • 更に「Object」→「Properties」→「Isosurface…」を選択 左図のようなボックスがでる。図の赤丸の部分をクリックし、0.1に変更 OK押す • 更に「Object」→「Boundary」を選択 右図のようにx,y,zの(min)をぜんぶ-1.25に、maxをぜんぶ1.25に変更 OK押す