完整硅自洽计算

本页输入是教学模板，本课程未实际执行这些计算。请使用授权安装，核对版本相关选项，并建立自己的收敛证据。

固定晶胞约定

双原子金刚石硅取 \(a=5.43\) Å，仅为教学起始，非平衡预测。三个直接矢量为 \((0,a/2,a/2),(a/2,0,a/2),(a/2,a/2,0)\)，体积 \(a^3/4\)。原子分数位置为零点与 \((1/4,1/4,1/4)\)。

保存完整 qe-si/01-scf/si.scf.in，先安装真实 UPF。50/400 Ry 是初试，需要时提高，再收敛验证：

&CONTROL
  calculation = 'scf',
  restart_mode = 'from_scratch',
  prefix = 'si',
  pseudo_dir = '../pseudo/',
  outdir = './tmp/',
  tprnfor = .true.,
  tstress = .true.,
/
&SYSTEM
  ibrav = 0,
  nat = 2,
  ntyp = 1,
  ecutwfc = 50.0,
  ecutrho = 400.0,
  occupations = 'fixed',
/
&ELECTRONS
  conv_thr = 1.0d-8,
  electron_maxstep = 100,
  mixing_beta = 0.3,
/
ATOMIC_SPECIES
Si  28.0855  Si_PBE_USER.UPF
ATOMIC_POSITIONS crystal
Si  0.0000000000  0.0000000000  0.0000000000
Si  0.2500000000  0.2500000000  0.2500000000
CELL_PARAMETERS angstrom
0.0000000000  2.7150000000  2.7150000000
2.7150000000  0.0000000000  2.7150000000
2.7150000000  2.7150000000  0.0000000000
K_POINTS automatic
6 6 6 0 0 0

在允许直接运行的实际目录：

cd qe-si/01-scf
mkdir -p tmp
pw.x -in si.scf.in > si.scf.out 2>&1

集群走分配节点流程。prefix 与 outdir 定义保存状态，pseudo_dir 相对运行目录，不自动相对输入文件所在位置。

按科学顺序读

先查版本、泛函、势、电子数、晶胞和两原子；再查截断、FFT、实际 k 点，注意对称约化。看 SCF 误差趋势，偶尔上升不自动失败，持续振荡需诊断。确认明确收敛及最后相关能量，! 行只定位。再查力/应力、退出和后续错误。固定几何成功不是优化，也不证明基组/网格。程序结束、SCF 收敛、性质数值稳定是三项不同声明。固定占据是本半导体分支，不适用一切体系。

单位核对

能量 Ry，\(1\ \mathrm{Ry}\approx13.605693\ \mathrm{eV}\)，\(1\ \mathrm{bohr}\approx0.529177\ \mathrm{Å}\)；体积先统一 bohr³/Å³。赝势绝对能不和全电子数字盲比；能差需一致模型组成或定义参考循环。

练习与阅读

求行列式比输出体积，确认近邻距离 \(a\sqrt{3}/4\)，分列程序/电子/数值成功证据，保存输入日志和势来源；未运行不填输出。官方 PW；输入组织；PARADIM；CBPF 硅例。

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