1.4 硅 SCF：理解自洽循环

这些输入和起始模型为未执行的教学示例。原创配图为示意图，不是计算结果。使用前请验证版本相关语法、授权数据、数值收敛及科学模型。

1.4.1 模型、单位与来源记录

PW 截断能与能量使用 Ry，常见力输出使用 Ry/bohr，压力使用 kbar。几何卡片须明确坐标单位。不同程序具有不同输入语法与时间单位约定。

1.4.2 未执行输入与明确修改片段

按照下方说明确认每个片段的母计算与替换位置；片段不自动构成独立输入。保留空行与文件来源要求。

1.4.2.1 输入块 1

&CONTROL
 calculation='scf', prefix='si', outdir='./scratch/si',
 pseudo_dir='./pseudo', tstress=.true., tprnfor=.true.
/
&SYSTEM
 ibrav=2, A=5.43, nat=2, ntyp=1,
 ecutwfc=50.0, ecutrho=400.0, occupations='fixed'
/
&ELECTRONS
 conv_thr=1.0d-10, mixing_beta=0.4
/
ATOMIC_SPECIES
Si 28.085 Si.PBE.UPF
ATOMIC_POSITIONS crystal
Si 0.00 0.00 0.00
Si 0.25 0.25 0.25
K_POINTS automatic
6 6 6 0 0 0

1.4.2.2 输入块 2

mkdir -p scratch/si
pw.x -in inputs/si.scf.in > outputs/si.scf.out

1.4.3 实作研究

1.4.3.1 原理与准备

SCF 求解的是不动点问题：密度决定有效势，势的轨道产生新密度，再通过混合使迭代稳定。早期迭代中出现的能量并非最终答案。先完成 1.1–1.3，在指定路径放入核验过的 Si 文件，从 qe-course 目录运行。这个完整输入是后续引用的母输入“Si-base”。

1.4.3.2 完整原创模板

参见上方输入块 1。

50/400 Ry 截断能与 6³ 网格是待检验的起点，不是已收敛推荐。先看输出头部，确认电子数、泛函、晶胞、k 点及平面波数。逐迭代跟踪估计 SCF 误差与总能。只有电子收敛后，才提取最终标记的总能、应力和力。保留 si.save，后处理与响应计算需要它。

1.4.3.3 检查、陷阱与练习

理想对称结构出现异常大力，可能来自几何、对称性或收敛问题。起始晶格尚未优化，出现非零压力并不奇怪。减小 conv_thr 只提高电子迭代精度，不能弥补基组或 k 点不足。练习：固定物理模型，比较三个混合参数 0.2、0.4、0.7，绘制迭代步数与最终能量差。更快的路径只有在到达同一状态时才有意义。