Quantum-ESPRESSO入力ファイルの作成方法

Quantum-ESPRESSOの計算を行うためには擬ポテンシャルを準備した上で入力ファイルを作成する必要があります。以下に幾つかの例を紹介します。

手動

pw.x input descriptionを見ながら手動で作成します。結晶、電子状態計算、擬ポテンシャルに関するある程度の知識は必要です。
半導体・絶縁体の場合のSCF計算用の最小限の入力ファイルは以下のようになります（ダイアモンド構造のシリコン）。

&control
   calculation  = 'scf'
   restart_mode = 'from_scratch',
   pseudo_dir   = '/home/ikutaro/QE/pseudo/',
   outdir       = './tmp'
   prefix       = 'si'
/
&system
   ibrav     = 2
   celldm(1) = 10.35
   ntyp      = 1
   nat       = 2
   ecutwfc   = 35.0
/
&electrons
   diagonalization = 'david'
   conv_thr        = 1.0e-12
   mixing_beta     = 0.7
/
ATOMIC_SPECIES
 Si  0.000   Si_ONCV_PBE-1.1.upf
ATOMIC_POSITIONS (crystal)
 Si  0.0000  0.0000  0.0000
 Si  0.2500  0.2500  0.2500
K_POINTS (automatic)
 06 06 06 0 0 0

金属系の場合は以下のようにパラメーターが少し増えます（fcc構造のアルミニウム）。

&control
 calculation  = 'scf'
 restart_mode = 'from_scratch',
 pseudo_dir   =  '/home/ikutaro/QE/pseudo/'
 outdir       = './tmp'
 prefix       = 'al'
/
&system
 ibrav       = 2
 A           = 4.020
 ntyp        = 1
 nat         = 1
 ecutwfc     = 30.0
 ecutrho     = 120.0
 occupations = 'smearing'
 smearing    = 'mp'
 degauss     = 0.01
/
&electrons
 diagonalization = 'david'
 conv_thr        = 1.0e-12
 mixing_beta     = 0.5
/
ATOMIC_SPECIES
 Al 0.0000 Al.pz-vbc.UPF
ATOMIC_POSITIONS (crystal)
Al      0.000000000000      0.000000000000      0.00000000000
K_POINTS (automatic)
16 16 16 0 0 0

手動で作成する際にはQuantum ESPRESSO入力ファイル作成手順が参考になります。入力ファイルも含めたQuantum-ESPRESSOの使い方全般はquantum ESPRESSO tutorialがとても参考になります。

cif2qe.shの利用

PW/tools以下に含まれるcif2qe.shを利用することでcifファイルからpw.xの入力ファイルの雛形を作成することが可能です。GNU awkの利用が前提となっているようです (Macのnativeのawkだとうまく動作しませんでした)。

cif2cellの利用

オリジナルのcif2cell (python 2.4対応)の利用。source forgeからgithubに移動しているようです。使用方法はサイトを参照して下さい。

Python 3対応のcif2cellはこちらを参照して下さい。

TBD

Catalysis Hubの利用

https://www.catalysis-hub.org/
appsにあるWyckoff Bulk Geneneratorを使うことで結晶の計算のための入力ファイルの作成が可能です。
典型的な結晶の表面、および限られた分子の吸着構造を計算するための入力ファイルはCatKit Slab generatorで作成が可能です。

Materials Cloudの利用

https://www.materialscloud.org/
cifファイルが入手できればMaterials Cloudに含まれるQuantum ESPRESSO input generator and structure visualizerを使うことでQuantum-ESPRESSOの入力ファイルの作成が可能です。必要に応じて自分で作った入力ファイルの修正もしてくれます。