http://sstweb.ee.ous.ac.jp/ 2026-04-18T15:08:33+00:00 http://sstweb.ee.ous.ac.jp/ http://sstweb.ee.ous.ac.jp/lib/exe/fetch.php?media=wiki:logo.png text/html 2022-08-23T04:34:32+00:00 Anonymous (anonymous@undisclosed.example.com) http://sstweb.ee.ous.ac.jp/doku.php?id=ab_initio:ase.io&rev=1661229272&do=diff ASE出力ライブラリ xyz The function WriteXYZ from module xyz can write a ASE Listofatoms or a trajectory in the the xyz file format. 3 This line is a comment. O 2.5 2.5 2.5 H 3.6 2.5 2.5 H 2.5 3.6 2.5 3 Frame: 0 O 2.5 2.5 2.5 H 3.6 2.5 2.5 H 2.5 3.6 2.5 3 Frame: 1 O 2.5 2.5 2.5 H 3.8 2.5 2.5 H 2.5 3.6 2.5 3 Frame: 2 O 2.5 2.5 2.5 H 4.0 2.5 2.5 H 2.5 3.6 2.5 3 Frame: 3 O 2.5 2.5 2.5 H 4.2 2.5 2.5 H 2.5 3.6 2.5 text/html 2022-08-23T04:34:32+00:00 Anonymous (anonymous@undisclosed.example.com) http://sstweb.ee.ous.ac.jp/doku.php?id=ab_initio:ase2dacapo_1&rev=1661229272&do=diff 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。 text/html 2022-08-23T04:34:32+00:00 Anonymous (anonymous@undisclosed.example.com) http://sstweb.ee.ous.ac.jp/doku.php?id=ab_initio:ase2dacapo_2&rev=1661229272&do=diff 初めての第一原理計算（インタープリタで一歩一歩） (ASE2/Dacapo) pythonがインタープリタであることを活かして、一つ一つ説明しながら全エネルギーの計算を実行してみよう。 計算は、 text/html 2022-08-23T04:34:32+00:00 Anonymous (anonymous@undisclosed.example.com) http://sstweb.ee.ous.ac.jp/doku.php?id=ab_initio:ase2dacapo_4&rev=1661229272&do=diff 設定できる計算条件（ASE2/Dacapo） from Dacapo import Dacapo c = Dacapo() c.Method(parameter) c = Dacapo(keyword = parameter, keyword = parameter, keyword = parameter) 必ず設定する条件 コンストラクタ使用例 メソッド使用例 text/html 2022-08-23T04:34:32+00:00 Anonymous (anonymous@undisclosed.example.com) http://sstweb.ee.ous.ac.jp/doku.php?id=ab_initio:ase_manual&rev=1661229272&do=diff ASEマニュアル 行列の固有値 from LinearAlgebra import Heigenvalues from Numeric import array a1 = array([[1.0, 0.01j], [-0.01j, 1.0]]) b1 = Heigenvalues(a1) print b1 状態密度 f1 = 'out.nc' from Dacapo import Dacapo s1 = Dacapo.ReadAtoms(filename = f1) c1 = s1.GetCalculator() from ASE.Utilities.DOS import DOS d1 = DOS(c1) x0 = d1.GetEnergies() y1 = d1.GetDOS(0) y2 = d1.GetDOS(1) for i in range(len(x0)): print x0[i], y1[i], -y2[i] text/html 2022-08-23T04:34:32+00:00 Anonymous (anonymous@undisclosed.example.com) http://sstweb.ee.ous.ac.jp/doku.php?id=ab_initio:atom%E3%82%AA%E3%83%96%E3%82%B8%E3%82%A7%E3%82%AF%E3%83%88&rev=1661229272&do=diff Atomクラスオブジェクト AtomクラスオブジェクトはListOfAtomsクラスオブジェクトの基本構成要素で、1個の原子の情報を保持する。コンストラクタAtomを用いて from ASE import Atom a1 = Atom('Al') a2 = Atom(Z = 13) a3 = Atom('Al', (0, 0, 0), tag = 0, magmom = 0.0) a4 = Atom(Z = 13, position = (0, 0, 0), tag = 0, magmom = 0.0) atom1 = Atom('Al', (0, 0, 0)) d = Atom('H', (0.5, 0.5, 0.5), mass=2) silicon = Atom(position=(2.38, 2.38, 0), Z=14) # same is a1… text/html 2022-08-23T04:34:32+00:00 Anonymous (anonymous@undisclosed.example.com) http://sstweb.ee.ous.ac.jp/doku.php?id=ab_initio:co%E3%81%AE%E5%85%A8%E3%82%A8%E3%83%8D%E3%83%AB%E3%82%AE%E3%83%BC%E8%A8%88%E7%AE%97&rev=1661229272&do=diff CO（一酸化炭素）の全エネルギー計算 最も簡単な計算の例として、一酸化炭素(CO)の一点計算を行う [CO in the box] 図のように、一辺4Åの立方体の箱の中に炭素原子と酸素原子をひとつづつ入れて電子状態と電子系のエネルギーを計算する。この箱が周期的に並べられている と考えることで、波動関数や電荷密度のフーリエ展開が可能になる。ただし、炭素原子と酸素原子の原子間は1.1Åとする。… text/html 2022-08-23T04:34:32+00:00 Anonymous (anonymous@undisclosed.example.com) http://sstweb.ee.ous.ac.jp/doku.php?id=ab_initio:dacapo_manual&rev=1661229272&do=diff Dacapoマニュアル はじめに このドキュメントではASE/Dacapoの使い方を簡単に説明する。ただしASEは最新の第三版ではなく第二版に準拠しているので注意が必要である。pythonスクリプトの中ではASE2.xのクラス名およびクラスメソッドは text/html 2022-08-23T04:34:32+00:00 Anonymous (anonymous@undisclosed.example.com) http://sstweb.ee.ous.ac.jp/doku.php?id=ab_initio:dacapo_tut&rev=1661229272&do=diff Dacapoチュートリアル * デモ * はじめてのDacapo * 「変数」を使う * スクリプトとして実行する * VESTAで分子軌道を描く * 結晶の計算 * Abscissaで状態密度を描く * VESTAで電荷密度を描く * 力の方向に原子を動かす * Jmol/iMolでアニメーション * バンド図を描く text/html 2022-08-23T04:34:32+00:00 Anonymous (anonymous@undisclosed.example.com) http://sstweb.ee.ous.ac.jp/doku.php?id=ab_initio:dacapo%E3%82%AA%E3%83%96%E3%82%B8%E3%82%A7%E3%82%AF%E3%83%88&rev=1661229272&do=diff Dacapoオブジェクト オブジェクトの生成 from Dacapo import Dacapo c = Dacapo() c.Method(parameter) c = Dacapo(keyword = parameter, keyword = parameter, ...) 必ず設定する条件 Number of Bands 計算する電子状態の数 text/html 2022-08-23T04:34:32+00:00 Anonymous (anonymous@undisclosed.example.com) http://sstweb.ee.ous.ac.jp/doku.php?id=ab_initio:dacapo%E7%B0%A1%E6%98%93%E3%83%9E%E3%83%8B%E3%83%A5%E3%82%A2%E3%83%AB&rev=1661229272&do=diff ase3 + jacapo簡易マニュアル * インストール * Atomic Simulation Environment ver. 3 with Jacapo ASE2 + Dacapo簡易マニュアル * 密度汎関数理論（DFT: Density functional theory） * 平面波展開、平面波基底（Plane wave basis） * Vanderbilt のウルトラソフト擬ポテンシャル（Vanderbilt ultrasoft pseudo-potential） text/html 2022-08-23T04:34:32+00:00 Anonymous (anonymous@undisclosed.example.com) http://sstweb.ee.ous.ac.jp/doku.php?id=ab_initio:first_calculation&rev=1661229272&do=diff 初めての第一原理計算（ase3/Jacapo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。 text/html 2022-08-23T04:34:32+00:00 Anonymous (anonymous@undisclosed.example.com) http://sstweb.ee.ous.ac.jp/doku.php?id=ab_initio:jacapo_man&rev=1661229272&do=diff 私家版Jacapoマニュアル はじめに このドキュメントではase/Jacapoの使い方を簡単に説明する。aseは最新の第三版に準拠しており、第二版には対応していないので注意が必要である。pythonスクリプトの中ではase3のクラス名は text/html 2022-08-23T04:34:32+00:00 Anonymous (anonymous@undisclosed.example.com) http://sstweb.ee.ous.ac.jp/doku.php?id=ab_initio:jacapo_tut&rev=1661229272&do=diff * サンプル * はじめてのJacapo * 「変数」を使う * スクリプトとして実行する * VESTAで分子軌道を描く * 結晶の計算 * Abscissaで状態密度を描く * VESTAで電荷密度を描く * 力の方向に原子を動かす * Jmol/iMolでアニメーション * バンド図を描く text/html 2022-08-23T04:34:32+00:00 Anonymous (anonymous@undisclosed.example.com) http://sstweb.ee.ous.ac.jp/doku.php?id=ab_initio:listofatoms%E3%82%AA%E3%83%96%E3%82%B8%E3%82%A7%E3%82%AF%E3%83%88&rev=1661229272&do=diff ListOfAtomsクラスオブジェクト A ListOfAtoms object is a collection of atoms. The ASE implementation of a ListOfAtoms can be used like this: >>> from ASE import Atom, ListOfAtoms >>> m = ListOfAtoms([Atom('C', (0, 0, 0)), ... Atom('O', (0, 0, 1.0))]) text/html 2022-08-23T04:34:32+00:00 Anonymous (anonymous@undisclosed.example.com) http://sstweb.ee.ous.ac.jp/doku.php?id=ab_initio:makevestafile%E3%82%B9%E3%82%AF%E3%83%AA%E3%83%97%E3%83%88&rev=1661229272&do=diff makevestafile スクリプト 単位格子ベクトルが互いに直交しない場合、ASEのWriteCube関数がつくるGaussian CubeフォーマットのファイルをVESTAが正しく処理しないようなので、VESTAファイルを直接書き出すスクリプトを作成した。cubeファイルを埋め込む場合ここでつくったVESTAファイルと埋め込まれたCUBEファイルは必ず同じディレクトリになければならない。VESTAファイルを直接テキストエディタで開きCUBEファイルの名前を相対パス名で書けば任意の場所にCUBEファイルをおくこともできる。… text/html 2022-08-23T04:34:32+00:00 Anonymous (anonymous@undisclosed.example.com) http://sstweb.ee.ous.ac.jp/doku.php?id=ab_initio:minimal_script&rev=1661229272&do=diff a = 4.0 d = 1.1 from ASE import ListOfAtoms s1 = ListOfAtoms([]) from ASE import Atom s1.append(Atom('C', (0.5, 0.5, 0.5))) s1.append(Atom('O', (0.5 + d/a, 0.5, 0.5))) s1.SetUnitCell([(a, 0, 0), (0, a, 0), (0, 0, a)]) from Dacapo import Dacapo c1 = Dacapo() c1.SetNumberOfBands(10) s1.SetCalculator(c1) c1.WriteAsNetCDFFile('data.nc') text/html 2022-08-23T04:34:32+00:00 Anonymous (anonymous@undisclosed.example.com) http://sstweb.ee.ous.ac.jp/doku.php?id=ab_initio:original&rev=1661229272&do=diff Jacapo -- Dacapoに対するASEのpythonインターフェイス -- このページは本家サイトの日本語訳である。 Introduction JacapoはDacapoのためのASEのインターフェイスで、ASEと完全な互換性がある。JacapoはNumeric pythonとASE第2版を用いていた古いDacapoインターフェイスを置き換えるものである。プログラムは元々John Kitchinによって開発され、詳細な説明書が多くの例題とともに text/html 2022-08-23T04:34:32+00:00 Anonymous (anonymous@undisclosed.example.com) http://sstweb.ee.ous.ac.jp/doku.php?id=ab_initio:step_by_step&rev=1661229272&do=diff 初めての第一原理計算（インタープリタで一歩一歩）(ase3/Jacapo) pythonがインタープリタであることを活かして、一つ一つ説明しながら全エネルギーの計算を実行してみよう。 計算は、 text/html 2022-08-23T04:34:32+00:00 Anonymous (anonymous@undisclosed.example.com) http://sstweb.ee.ous.ac.jp/doku.php?id=ab_initio:subset%E3%82%AA%E3%83%96%E3%82%B8%E3%82%A7%E3%82%AF%E3%83%88&rev=1661229272&do=diff Subsetオブジェクト Using the Subset filter you can make a subset of a listofatoms object. You construct the filter like this: from ASE.Filters.Subset import Subset m = Subset(atoms,mask=mask) ... or m = Subset(atoms,indices=indices) mask is a list of length N, N being the number of atoms. A zero value for an element in mask signifies that this atoms is not included in the subset. text/html 2022-08-23T04:34:32+00:00 Anonymous (anonymous@undisclosed.example.com) http://sstweb.ee.ous.ac.jp/doku.php?id=ab_initio:%E4%BA%A4%E6%8F%9B%E7%9B%B8%E9%96%A2%E3%83%9D%E3%83%86%E3%83%B3%E3%82%B7%E3%83%A3%E3%83%AB&rev=1661229272&do=diff 交換相関ポテンシャル 例として電子を二つだけ考えて、この二つの電子の間に働くクーロン相互作用について考察してみよう。 二つの電子に対する波動関数を $$ \Psi(q_1, q_2)=\frac{1}{\sqrt{2}}\left(\phi_a(q_1)\phi_b(q_2)-\phi_a(q_2)\phi_b(q_1)\right) $$ $$ q_1 = (\vec{r_1}, \sigma_1)=(x_1, y_1, z_1, \sigma_1) $$ $$ V(\vec{r_1}, \vec{r_2})=\displaystyle\frac{e^2}{|\vec{r_1}- \vec{r_2}|} $$ $$ \langle\Psi|V|\Psi\rangle $$ $$ =\frac{1}{2} $$ $$ \phi_a(q_1)\phi_b(q_2)-\phi_a(q_2)\phi_b(q_1) |V| \phi_a(q_1)\phi_b(q_2)-\phi_a(q_2)\phi_b(q_1) \rangle $$ $$ =\frac{1}{2}\langle… text/html 2022-08-23T04:34:32+00:00 Anonymous (anonymous@undisclosed.example.com) http://sstweb.ee.ous.ac.jp/doku.php?id=ab_initio:%E5%8E%9F%E5%AD%90%E9%85%8D%E7%BD%AE&rev=1661229272&do=diff 原子配置 getatoms スクリプト 使い方 $ getatoms usage: getatoms [-r R1 R2 R3] input_nc_file output_xyz_file options: -h, --help show this help message and exit -rR1 R2 R3, --repeat=R1 R2 R3 Repeat R1, R2, R3 times along the three axes $ text/html 2022-08-23T04:34:32+00:00 Anonymous (anonymous@undisclosed.example.com) http://sstweb.ee.ous.ac.jp/doku.php?id=ab_initio:%E5%AF%86%E5%BA%A6%E6%B1%8E%E9%96%A2%E6%95%B0%E7%90%86%E8%AB%96&rev=1661229272&do=diff 密度汎関数理論 非常に大ざっぱに言うと、 電子の波動関数が正しく求まれば正しいエネルギーが求まるんだけど、波動関数というのは電子の数だけの座標を変数とする関数。 ところが電荷密度というのは単に一組の位置座標の関数なんで、正しい波動関数を求めるかわりに正しい電荷密度を求めるだけでいい、 となると計算がとっても楽になる。ホーへンベルグとコーンっていう人が「基底状態については正しい電荷密度が求まれば正しいエネルギーが求まるよ。 （どうやって求めるかは知らんけど。）」ということを証明してくれた。これが密度汎関数理論。… text/html 2022-08-23T04:34:32+00:00 Anonymous (anonymous@undisclosed.example.com) http://sstweb.ee.ous.ac.jp/doku.php?id=ab_initio:%E5%B9%B3%E9%9D%A2%E6%B3%A2%E5%B1%95%E9%96%8B&rev=1661229272&do=diff 平面波展開 とっても大ざっぱに言うと、 シュレディンガー方程式（ほんとはコーン・シャム方程式って言うんだけど）を解くときに、波動関数をフーリエ展開すると、 微分方程式をフーリエ係数のつくるベクトルに対する行列とベクトルの方程式に変形できる。人間が計算するんだったら 微分方程式のままの方が楽なんだけど、電子計算機は行列とベクトルの計算の方が得意なのでフーリエ展開して考える。 三次元のフーリエ展開に使う複素三角関数が物理的には平面波と呼ばれる波を表わす関数になっているので平面波展開と呼ばれる。$f,\,g$${\cal L}$${\cal L}f=g$$\{u_n\}$… text/html 2022-08-23T04:34:32+00:00 Anonymous (anonymous@undisclosed.example.com) http://sstweb.ee.ous.ac.jp/doku.php?id=ab_initio:%E6%B3%A2%E5%8B%95%E9%96%A2%E6%95%B0&rev=1661229272&do=diff 波動関数 getwfs スクリプト 使い方 -wgettotaldensity $ getwfs usage: getwfs [-w] input_nc_file output_file_prefix options: -h, --help show this help message and exit -w, --wavefunction create xyz format files for all wavefunctions $ text/html 2022-08-23T04:34:32+00:00 Anonymous (anonymous@undisclosed.example.com) http://sstweb.ee.ous.ac.jp/doku.php?id=ab_initio:%E7%8A%B6%E6%85%8B%E5%AF%86%E5%BA%A6&rev=1661229272&do=diff 状態密度 $$ \rho(\varepsilon)=\displaystyle\sum_{k}\delta(\varepsilon - \varepsilon_{k}) $$ getdosスクリプト 使用法 $ getdos usage: getdos [-r] input_nc_file output_text_file options: -h, --help show this help message and exit -r, --reverse reverse output for minor spin states $ 出力ファイルには、コメント行（１行）に続いて、空白区切りのテキスト形式(E形式)で text/html 2022-08-23T04:34:32+00:00 Anonymous (anonymous@undisclosed.example.com) http://sstweb.ee.ous.ac.jp/doku.php?id=ab_initio:%E8%A8%AD%E5%AE%9A%E3%81%A7%E3%81%8D%E3%82%8B%E8%A8%88%E7%AE%97%E6%9D%A1%E4%BB%B6&rev=1661229272&do=diff 設定できる計算条件（ase3/Jacapo） from ase.calculators.jacapo import Jacapo c1 = Jacapo(nbands = 10) c2 = Jacapo("filename.nc", nbands = 12) c3 = Jacapo("filename.nc", nbands = 14, keyword1 = parameter1, keyword2 = parameter2, keyword3 = parameter3, ...) text/html 2022-08-23T04:34:32+00:00 Anonymous (anonymous@undisclosed.example.com) http://sstweb.ee.ous.ac.jp/doku.php?id=ab_initio:%E9%9B%BB%E5%AD%90%E5%AF%86%E5%BA%A6&rev=1661229272&do=diff 電子密度 gettotaldensity スクリプト 使い方 $ gettotaldensity usage: gettotaldensity input_nc_file output_cube_file options: -h, --help show this help message and exit $ Dacapoの出力であるNetCDFファイル(out.ncなど)を読み込み、電子密度（電荷密度）すなわち全存在確率密度（波動関数の自乗を占有数を重みにして総和をとったもの）をGaussian