初めての第一原理計算（ASE2/Dacapo編）

pythonがインタープリタであることを活かして、一つ一つ入力しながら一酸化炭素(CO)の全エネルギーを計算してみよう。

4Ax4Ax4Aの箱の中央に炭素(C)原子を、そこから1.1A離れたところに酸素原子を配置し、 価電子の状態をエネルギーの低い方から6個計算する。箱は周期的に並べられていると考える。

まず、python を起動する。

  $ python

  >>> from ASE import ListOfAtoms
  >>> box = ListOfAtoms([], cell = (4,4,4))

これで、周期的に並べられる4Ax4Ax4Aの箱を用意したことになる。

  >>> from ASE import Atom
  >>> box.append(Atom('C', (2, 2, 2)))
  >>> box.append(Atom('O', (3.1, 2, 2)))

これで、CO分子を箱に入れたことになる。

  >>> from Dacapo import Dacapo
  >>> c = Dacapo(nbands = 6)
  >>> box.SetCalculator(c)

計算条件、ここでは「6個の電子状態を計算する」という条件を設定している。 COの価電子数は４（炭素）＋６（酸素）で１０。スピンの多重度２で割ると５個。最低5個の状態を計算しなければならないので1増やして6に設定している。¹⁾

  >>> c.Calculate()

とすることで計算はスタートする。²⁾

  Running /usr/bin//dacapo_2.7.7.run ./tmp0NttLG out.nc -out out.txt -scratch . -stop stop
  >>>

プロンプト（»>）が戻ってきたら

  >>> box.GetPotentialEnergy()
-591.60403519340969

と入力すれば全エネルギーが表示される。