Phonopy-Spectroscopy计算材料红外和Raman光谱

经验分享

Phonopy- spectroscopy是一个为Phonopy代码添加模拟振动光谱能力的项目。

它可以从Phonopy或VASP计算红外(IR)强度，和计算Raman活度张量和远离共振近似的标量平均强度。

参考该软件examples的计算流程，整理了这篇教程。

准备内容

软件安装

声子谱&三阶力常数计算

红外强度计算

Raman计算

Part.1

软件安装

软件安装包可从github下载

https://github.com/JMSkelton/Phonopy-Spectroscopy/

解压后，主要文件如下

首先要将执行命令所在的文件夹Scripts添加到环境变量中，或者根据所在目录直接调用文件夹内命令。

然后将文件夹SpectroscoPy添加到Python环境可调用的库中。因为我这里使用的是Anaconda，所以将该文件夹移动到site-packages文件夹中。

由于在我的使用环境中出现了一些报错

在phonopy.py中添加下图中阴影内容后即可正常使用

Part.2

声子谱&三阶力常数计算

声子谱的计算主要目的是获得二阶力常数文件FORCE_CONSTANTS，而为了计算光学性质，同时需要计算波恩电荷，写出BORN文件。需要在计算声子谱的INCAR中加入下面这条：

 LEPSILON = .TRUE

按照软件案例，作者可能更喜欢hdf5格式的数据文件，生成force_constants.hdf5文件的命令如下

phonopy --fc vasprun.xml --hdf5

生成mash.yaml或mash.hdf5文件：

phonopy --dim="6 6 3" --readfc --hdf5 --fc-symmetry --mesh="1 1 1" --eigenvectors

使用phono3py软件进行三阶力常数文件的计算。具体计算流程可以参考VASP+phono3py:快速计算晶格热导率

生成&Gamma点模式的声子线宽:

phono3py --dim="2 2 2" --dim_fc2="6 6 3" --fc2 --fc3 -v --br --thm --mesh="48 48 48" --write_gamma --gp=0

Part.4

红外强度计算

这时需要使用之前准备好的BORN文件，生成室温(300 K)线宽的模拟红外光谱和峰值表,命令如下

phonopy-ir --ir_reps --linewidth_hdf5="kappa-m484848-g0.hdf5" --linewidth_temperature=300

Part.5

Raman计算

通过irreps.yaml的振动信息，并参考D3点组的字符表，判断可能显示Raman活动的模式，并生成计算文件。

phonopy-raman -d --bands="4 5 6 7 8 9 11 12 13 14 15 17 18 20 21 22 23 25 26 27"

bands的值为需要计算的模式。

计算的INCAR 参考软件的example，如下

ALGO = NormalEDIFF = 1E-8ENCUT = 700ISIF = 2ISMEAR = 0LASPH = .TRUE.LCHARG = .FALSE.LEPSILON = .TRUE.LREAL = .FALSE.LWAVE = .FALSE.NSW = 0PREC = AccurateSIGMA = 0.01SYSTEM = SiO2

计算完成后处理OUTCAR文件

phonopy-raman -r OUTCAR.*

最后获得Raman计算结果

phonopy-raman -p --ir-reps --linewidth-hdf5="kappa-m484848-g0.hdf5" --linewidth-temperature=300

愿有所成

引喻失义妄自菲薄

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