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【技术大讲堂】ShengBTE 的安装与使用

2024.09.20 32分钟阅读
01
介绍

ShengBTE 用迭代法求解声子的完全线性化玻尔兹曼输运方程。

 

目前可以研究两种体系:块状晶体材料及其纳米线。前者主要的声子散射机制是三声子过程和同位素无序。而这些都可以在 ShengBTE 实现:

  • 同位素散射:使用田村公式(Tamura's formula)实现。公式中出现的状态的投影振动密度是用局部自适应展宽算法计算的。

  • 三声子过程:从能量的一组三阶导数计算出三声子散射振幅。关键的一点是加强能量守恒,以便只考虑允许的过程。与解决问题的其他方法相反,在 ShengBTE 中,这个问题是使用局部自适应的无参数方法来解决的。

 

作为输入,ShengBTE 需要一组二阶和三阶原子间力常数,可能还需要固体的介电参数值。这组变量通常是计算出来的从头算 DFT 软件包,例如 VASP 或者 Quantum Espresso。在某些情况下,这些程序可以直接计算二阶常数;在其他情况下,需要 Phonopy 等辅助软件来促进这个过程。而 ShengBTE 的作者同时开发了软件 Thirdorder,在三阶计算中扮演类似的角色。

 

除了热导率张量,ShengBTE 还输出以下量:

  • 取样 q 点的声子频率。

  • 声子群速度。

  • 晶格比热。

  • 单位平均自由程的纳米颗粒热导率。

  • 能量守恒允许处理的三声子部分,有时称为三声子相空间。

  • 模式对三声子相空间的贡献。

  • 态的振动密度:总量和投影。

  • 每模式对热导率的贡献。

  • 累积热导率:平均自由程小于阈值的声子对此量的贡献。

  • 散射率:总量、区域贸易协定值、同位素和非谐波贡献。

  • 沿块体任意晶向切割的纳米线的热导率。

  • 总计和模式 Grüneisen 参数。

 

02
安装软件

spglib-1.9.7

ShengBTE-1.2.1

thirdorder-1.1.1(可选)

 

所需软件安装包下载地址:

spglib-1.9.7:

https://sourceforge.net/projects/spglib/

ShengBTE-1.2.1:

https://bitbucket.org/sousaw/shengbte/downloads/

thirdorder-1.1.1:

https://bitbucket.org/sousaw/thirdorder/downloads/
03
Spglib 安装

 

1、下载

    wget     https://liquidtelecom.dl.sourceforge.net/project/spglib/spglib/spglib-1.9/spglib-1.9.7.tar.gz?viasf=1

 

2、解压

    tar vzxf spglib-1.9.7.tar.gz

 

3、切换目录

    cd spglib-1.9.7/

 

4、创建目录

    mkdir build && cd build && pwd && cd ../

 

5、配置

    ./configure –prefix=/opt/ShengBTE/spglib-1.9.7/

 

      6、编译安装

    make && make install

    spglib 就编译完成了,生成 libsymspg.a 文件

图片

 

04
ShengBTE 安装

    1、下载

wget https://bitbucket.org/sousaw/shengbte/get/e9f6fdc3362f.zip

    2、解压

unzip e9f6fdc3362f.zip

    3、切换目录

cd sousaw-shengbte-e9f6fdc3362f/

    4、复制文件

cp arch.make.example Src/arch.make

    5、修改arch.make

vim arch.make

MKLROOT=/opt/inteloneapi/mkl/2022.2.1/

export FFLAGS=-traceback -debug -O2 -static_intel

export LDFLAGS=-L/opt/ShengBTE/spglib-1.9.7/lib -lsymspg

export MPIFC=mpiifort

MKL=$(MKLROOT)/lib/intel64/libmkl_lapack95_lp64.a -Wl,--start-group   \

$(MKLROOT)/lib/intel64/libmkl_intel_lp64.a                       \

 $(MKLROOT)/lib/intel64/libmkl_sequential.a                      \

       $(MKLROOT)/lib/intel64/libmkl_core.a -Wl,--end-group -lpthread -lm

export LAPACK=$(MKL)

export LIBS=$(LAPACK)

    6、编译

make

    7、测试

cd Test-VASP

mpirun -np 4 ../ShengBTE

 

图片

 

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