Quantum Espresso是一款第一性原理计算软件，主要用于计算固体相关性质。本文主要记录QE软件的学习经历！
安装
参考链接：Quantum ESPRESSO在Linux中的安装方法
CentOS 7系统中编译失败（尴尬），只得安装预编译版本，版本为6.5 (截至2021.10)。安装命令如下:
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| yum install epel-release
yum install quantum-espresso-openmpi
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软件安装默认路径为/usr/lib64/openmpi/bin/，可执行文件相比自行编译安装多了_openmpi后缀。非root用户在~/.bashrc环境变量文件里加入以下内容：
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| export PATH=$PATH:/usr/lib64/openmpi/bin/
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root用户添加以下内容：
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| export PATH=$PATH:/usr/lib64/openmpi/bin/
export OMPI_ALLOW_RUN_AS_ROOT=1
export OMPI_ALLOW_RUN_AS_ROOT_CONFIRM=1
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计算执行命令如：
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| mpirun -n 48 pw.x_openmpi < pt.scf.in > pt.scf.out
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图形化界面
burai支持Windows、Mac和Ubuntu系统，可通过官网下载。可通过burai直接打开cif文件，生成QE计算输入文件，作用类似于GaussView。
赝势文件下载
参考链接：QE的赝势不能打包下载了？
QE官网赝势下载链接：PS LIBRARY
通过python脚本爬虫批量下载。
赝势详细介绍：赝势的选择和使用
输入文件介绍
参考链接：QE的那点B事儿1
文件后缀为.in，例如Si_SCF.in。
常用计算模块（详见Quantum Espresso的功能清单）：
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| pw.x 自洽模块
ph.x 声子计算模块
pp.x 后处理模块 数据处理
dos.x
bands.x
xspepctra.x K-EDGE L-EDGE X射线吸收
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输入文件分为基本设置、体系、电子步、原子信息（赝势文件和原子坐标）和K点设置，计算类型可通过官网查询，计算结果能量单位为里德堡单位Ry。
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| 1 bohr = 1 a.u. (atomic unit) = 0.52917720859 angstroms.
1 Rydberg (Ry) = 13.60569193 eV
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| &control //基本设置
calculation='scf' scf自洽计算，计算类型
restart_mode='from_scratch' 尝试读取重算
prefix='pt' 计算得到的波函数文件位置
pseudo_dir='../pseudo/' 赝势文件存放位置
outdir='../tmp/' 临时文件夹
/
&system //体系
ibrav=8, celldm(1)=9.28990, celldm(2)=1.73206, celldm(3)=1.09955, 晶体参数，长度单位为玻尔，ibrav对应布拉维格子
nat=2, 晶体里面有2个原子
ntyp=1, 原子类型数量，或只用一种赝势
ecutwfc=60.0, 波函数截断能 Norm-conserving模守恒赝势要求截断能高
ecutrho=720.0, 电荷密度截断能 12倍ecutwfc 越大有助收敛；与ecutwfc大小相关， Norm-conserving模守恒赝势数值为ecutwfc*4 Ultrosoft超软赝势数值为ecutwfc*(8 ~ 12) PAW ecutwfc*4
/
&electrons //电子步
mixing_beta=0.7,
conv_thr=1d-8, 电子步收敛标准，默认为1d-6
/
ATOMIC_SPECIES //原子信息
Si 28.00 Si.pz-vbc.UPF 原子信息及所用赝势名称
ATOMIC_POSITIONS (alat) 原文位置 (分子坐标)
Si 0.00 0.00 0.00
Si 0.25 0.25 0.25
K_POINTS automatic K点设置 (自动)
4 4 4 1 1 1
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截断能测试脚本，其余测试脚本类似：
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| #!/bin/bash
name="si.ecut"
n=9; s=1;
for ecut in 20 30 40 50 55 60 65 70 75 80 85 90; do
cat > $name.$ecut.in << EOF
&control
calculation='scf'
restart_mode='from_scratch'
prefix='si'
pseudo_dir='../pseudo/'
outdir='../tmp/'
/
&system
ibrav=2
celldm(1)=10.2625
nat=2
ntyp=1
ecutwfc=${ecut}
ecutrho=720.0
/
&electrons
mixing_beta=0.7
conv_thr=1d-8
/
ATOMIC_SPECIES
Si 28.00 Si.pz-vbc.UPF
ATOMIC_POSITIONS (alat)
Si 0.00 0.00 0.00
Si 0.25 0.25 0.25
K_POINTS automatic
${n} ${n} ${n} ${s} ${s} ${s}
EOF
mpirun -n 8 pw.x_openmpi <$name.$ecut.in> $name.$ecut.out
awk '/\!/ {E=$5} $1=="PWSCF" {printf"%4d %s %s\n", '$ecut', E,$3}' $name.$ecut.out >> calc-ecut.out
done
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案例
参考链接：QE实践详解