GULP 案例 1 代码解释：声子色散曲线和态密度的计算

晶格动力学GULP程序运行过程如下：

输入文件（input），文件后缀一般为：××.gin

运行命令为：gulp < ××.gin > ZnO.dat

# < 为输入文件命令（××.gin），> 为输入文件命令（ZnO.dat）

opti conp prop phonon
#关键词：需要的计算何种性质# opti— perform optimisation run（声明是结构优化）
# conp — constant pressure calculation（声明是等压计算）
# prop — calculate properties for final geometry（声明是最终的计算性质）
# phonon — calculate phonons for final geometry（声明是计算声子相关特性）name ZnO-WZ
#声明计算物质的名字cell
3.242  3.242  5.188  90.0  90.0  120.0
#声明ZnO-WZ结构的晶格参数（晶格常数和角度）Fractional
Zn  core 0.333333   0.666667   0.000000
O  core 0.333333   0.666667   0.381900
#声明Zn和O原子的归一化坐标space
186
#声明物质的空间群shrink
40 40 40
# 指定倒数空间中的收缩因子。收缩因子越高，对k空间的采样越广泛，同时，k值越大越耗时！！！dispersion
0.5 0.0 0.0 to 0.0 0.0 0.0
#选择布里渊区扫描路径（高对称点）project_dos 1
Zn
# 指定输出态密度（Total和Zn原子）species
Zn   1.14
O   -1.14
# 指定电荷种类和电荷量buck
Zn  Zn  78.91   0.5177  0.00     0.0 12.0
Zn  O   257600  0.1396  0.00     0.0 12.0Morse
O   O   0.1567  1.164   3.405    0.0 12.0
#指定势函数的形式和势参数output phon ZnO
#指定输出声子色散曲线以及态密度等数据信息

完整的输入文件示下：

opti conp prop phononname ZnO-WZ
cell
3.242  3.242  5.188  90.0  90.0  120.0
frac
Zn core 0.333333   0.666667   0.000000
O  core 0.333333   0.666667   0.381900
space
186
shrink
40 40 40
dispersion
0.5 0.0 0.0 to 0.0 0.0 0.0
project_dos 1
Ospecies
Zn   1.14
O   -1.14buck
Zn  Zn  78.91   0.5177  0.00     0.0 12.0
Zn  O   257600  0.1396  0.00     0.0 12.0Morse
O   O   0.1567  1.164   3.405    0.0 12.0
output phon ZnO

模拟方法：

输出文件：一般将会产生三个文件，分别为：ZnO.disp、ZnO.dens和ZnO.dat

1. ZnO.dat输出文件：主要包含一些结构信息、原子数目、空间群信息等

2. ZnO.disp 输出文件：主要是声子色散曲线的数据，还包括高对称点的信息

绘图结果如下：

3. ZnO.dens 输出文件：只要是态密度数据信息

绘图结果如下：

大家需要了解的一些概念：

声子谱（声子色散曲线）、态密度、布里渊区、高对称点、空间群、归一化坐标、波矢、倒空间、晶格常数、晶格参数

六方晶系的高对称点扫描路径：

关于高对称点的参考文献：

High-throughput electronic band structure calculations: Challenges and tools

https://doi.org/10.1016/j.commatsci.2010.05.010

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