CLUPAN v0.7 documentation

11. モンテカルロ(MC)シミュレーションによる熱力学平均の計算

«  10. 基底状態の構造探索   ::   Contents   ::   12. 熱力学積分によるグランドポテンシャルの計算  »

11. モンテカルロ(MC)シミュレーションによる熱力学平均の計算

11.1. Theoretical backgrounds

MetropolisアルゴリズムによるMCシミュレーション

11.2. cmc

  • canonical MC 計算を行う.
  • 2元系のみ対応.
  • OPENMPによるマルチスレッド計算に対応.

Input files

Output files

  • cmc.out
  • POSCAR_finish (最終の原子位置)

11.3. gcmc

  • semi-grand canonical MC 計算を行う.
  • 入力パラメータは,MU-tag以外 cmc と同じ.
  • 2元系のみ対応.
  • OPENMPによるマルチスレッド計算に対応.

Input files

Output files

  • gcmc.out
  • POSCAR_finish (最終の原子位置)

11.4. MC.in

初期構造をランダムに指定し,1000Kにおいてcmcにより熱力学平均を計算する例.:

ISUB = 1
ITEMP = 0
TEMP = 1000
NSTEPANN = 2000
NSTEPEQV = 2000
NUCELL = 10 10 10
SPIN = 1 -1
IPOS = 0
COMP = 3 1

初期構造をPOSCARで指定し,温度を10000Kから1000Kまで下げ,1000Kにおいてgcmcにより熱力学平均を計算する例.:

ISUB = 1
ITEMP = 1
TEMPINIT = 10000
TEMPFINAL = 1000
TEMPMUL = 0.95
NSTEPANN = 2000
NSTEPEQV = 2000
NUCELL = 10 10 10
SPIN = 1 -1
IPOS = 1
NUCELLPOSCAR = 2 1 1
NAMEPOT = Mg Zn
MU = 0.200

11.4.1. ISUB tag

結晶格子において,原子を配置させる格子点と固定させる格子点を指定する. UPOSCARの格子点数(6行目)のISUB番目に指定された格子点に,原子を配置させる.

  • Default : 1
  • Example : ISUB = 1 3

11.4.2. ITEMP tag

温度設定の方法.

  1. 温度をTEMPに直接入力.
  2. 温度を指数関数的に変化させる.
  3. 温度をlog的に変化させる.
  • Default : 0
  • Example : ITEMP = 1

11.4.3. TEMP tag

annealする温度と,熱力学平均を計算する温度.最後に指定した温度において熱力学平均を計算する.

  • Default : none
  • Example : TEMP = 1000 900 800

11.4.4. TEMPINIT tag, TEMPFINAL tag

simulated annealingの初期温度と最終温度.(ITEMP = 1 or 2)

  • Default : none
  • Example : TEMPINIT = 5000
  • Example : TEMPFINAL = 1000

11.4.5. TEMPMUL tag

simulated annealingにおける温度設定の指数関数の底.0から1の値を指定する.(ITEMP = 1)

  • Default : none
  • Example : TEMPMUL = 0.95

11.4.6. NSTEPANN tag

annealする1原子あたりのステップ数.

  • Default : none
  • Example : NSTEPANN = 2000

11.4.7. NSTEPEQV tag

熱力学平均を計算する1原子あたりのステップ数.

  • Default : none
  • Example : NSTEPEQV = 2000

11.4.8. NUCELL tag

モンテカルロシミュレーションを行うセルに含まれるユニットセルの数.それぞれの軸に等倍にしか拡大できない.

  • Default : none
  • Example : NUCELL = 10 10 10

11.4.9. IPOS tag

初期構造の指定方法.

  1. ランダム構造.COMPにより組成比を決定する.
  2. POSCAR,POTCARにより初期構造を指定.NAMEPOT, SPINにより原子種とスピンを対応させる.
  • Default : 0
  • Example : IPOS = 1

11.4.10. SPIN tag

原子のスピンの値.2元系の場合,2つ指定する. correlation で用いたスピン-原子種の対応を用いる.

  • Default : none
  • Example : SPIN = 1 -1

11.4.11. COMP tag

IPOS=0のときの初期構造の組成比.SPINで指定した順に,COMPを整数比で指定する.

  • Default : none
  • Example : COMP = 2 1
  • Example : SPIN = 1 -1

Exampleの場合,SPIN=1とSPIN=-1の組成比が2:1となるようなランダムな構造を初期構造とする.

11.4.12. NAMEPOT tag

IPOS=1のとき,原子種をSPINに対応させるためのパラメータ. NAMEPOTで指定された原子に対して,スピンを対応させる. クラスター展開で固定する原子は,スピンの値を指定しない.

  • Default : none
  • Example : NAMEPOT = Mg Zn O
  • Example : SPIN = 1 -1

Exampleの場合,Mgがspin=1,Znがspin=-1となる.

11.4.13. NUCELLPOSCAR tag

IPOS=1のとき,初期構造POSCARに含まれる結晶格子のユニットセルの数.

  • Default : none
  • Example : NUCELLPOSCAR = 2 1 1

11.4.14. MU tag

gcmcのときの,化学ポテンシャルの差.

  • Default : none
  • Example : MU = 0.2

MU = mu(spin1) - mu(spin2)に対応する.

«  10. 基底状態の構造探索   ::   Contents   ::   12. 熱力学積分によるグランドポテンシャルの計算  »