Cấu trúc chương trình

Trong ABINIT, để thực hiện một chương trình cần có đủ các tệp tin sau:

tệp tin .files: khi chạy chương trình sẽ gọi đến tệp tin này, trong tệp tin gồm tệp tin đầu vào chính, tệp tin đầu ra chính, tệp tin đầu vào gốc, tệp tin đầu ra gốc, tệp tin tạm thời, các tệp tin thế. Cần chú ý các tệp tin thế phải được viết theo đúng thứ tự của các nguyên tố dùng trong tệp tin .in.

Tệp tin .in: đây là tệp tin chương trình chính chứa các thông tin về cấu trúc, thuật toán,... được tạo ra từ quá trình I.1

 Các tệp tin thế: các tệp tin thế được sử dụng trong luận văn này là PBE đây là thế tương tác được xây dựng bởi Perdew, Burke, Ernzerfhof.

Các chương trình tự động được tự xây dựng để gọi chạy các bước tính toán hồi phục, tính toán phổ phonon, và vùng năng lượng.

41

Cấu trúc chương trình trong tệp tin .in được mô tả thông qua lưu đồ sau:

Sai

Sai Đúng

Đúng Bắt đầu

Các thông số cấu trúc Các điều kiện ban đầu

ionmov

toldff < 1.10-7

tolmxf < 1.10-5

42 Các thông số cấu trúc:

 acell: hằng số mạng đơn vị là Bohr

 rprim: vecter mạng đảo

 ntypat: tổng số loại nguyên tố trong cấu trúc

 znucl: số Z của từng nguyên tố

 natom: tổng số nguyên tử

 typat: loại của từng nguyên tử

 xred: tọa độ tương đối của từng nguyên tử Các điều kiện ban đầu:

 dilatmx: độ nở tối đa của cấu trúc trong quá trình tính toán thông thường chọn là 1.5

 strfact: thừa số nén

 strtarget: áp suất nén đơn vị Hartree/Bohr^3

 ngkpt: lưới điểm k

 nshiftk: số lượng phép dịch điểm k

 shiftk: khoảng dịch các điểm k trong vùng Brillouin

 ecut: động năng cắt tối đa đặc trưng cho khoảng cách tương tác tối đa của 1 nguyên tử đơn vị là Hartree

 diemac: hằng số điện môi

 prtden: in ra tệp tin mật độ điện tích trong không gian thực đơn vị là electrons/Bohr^3

43 Thuật toán

Các ion sẽ được dịch đi một chút theo thuật toán BFGS (Broyden–Fletcher– Goldfarb–Shanno) được gọi ra bởi biến ionmov.

Phương pháp BFGS là phương pháp giả Newton hiệu quả nhất, được đưa ra độc

lập bởi Broyden, Fletcher, Goldfarb, Shanno vào năm 1970. Vì hướng tìm kiếm là: p = −Hk ∇fk, có lợi thế không cần giải hệ tuyến tính để tìm hướng, mà thay vào là giải

nhiều vecter ma trận. Phương trình cát tuyến trở thành: Hkyk−1 = sk−1, điều kiện cực tiểu min ||H – Hk-1||w với H=HT, Hyk−1 = sk−1, có nghiệm duy nhất:

𝐻𝐾 = (𝐼 − 𝜌𝑘−1𝑠𝑘−1𝑦𝑘−1𝑇 )𝐻𝑘−1(𝐼 − 𝜌𝑘−1𝑦𝑘−1𝑠𝑘−1𝑇 ) + 𝐼 − 𝑠𝑘−1𝜌𝑘−1𝑠𝑘−1𝑇

Các ion sẽ ổn định khi chênh lệch lực tương tác toldff < 0.100E-06 Hartree/Bohr sau khi các ion ổn định áp lực đẩy của các điện tử của các nguyên tử được tính toán, cấu trúc sẽ ổn định khi dung sai lực tối đa tolmxf < 0.100E-04 Hartree/Bohr. Do áp lực đẩy của điện tử lớn hơn của ion rất nhiều nên số vòng lặp khá lớn tùy từng cấu trúc số vòng lặp ntime cần để cấu trúc hồi phục có thể từ 200 đến 2000 vòng.

Đây là phần quan trọng tất cả các kết quả thu được sau khi cấu trúc phục hồi sẽ được dùng trong các tính toán tiếp theo. Với tài nguyên tính toán đang có, tùy thuộc vào từng cấu trúc, tính đối xứng, lưới điểm k mà quá trình hồi phục của cấu trúc có thể từ vài tuần cho đến vài ba tháng.