Siの場合

ディレクトリ「work」に収容された入力ファイル「Si2_k50x50x50.dat」を用いて計算を説明します。この入力ファイルは単位胞に2原子を含むSiバルクの計算のためのものであり、 SCF計算と伝導度の計算に対してそれぞれ $10\times 10\times 10$ k点と $50\times 50\times 50$ k点が使用されます。計算は以下のように実行します。

% mpirun -np 112 ./openmx Si2_k50x50x50.dat

******************* MD= 1 SCF=17 ******************* <Poisson> Poisson's equation using FFT... <Set_Hamiltonian> Hamiltonian matrix for VNA+dVH+Vxc... <Band> Solving the eigenvalue problem... KGrids1: -0.45000 -0.35000 -0.25000 -0.15000 -0.05000 0.05000 0.15000 .... KGrids2: -0.45000 -0.35000 -0.25000 -0.15000 -0.05000 0.05000 0.15000 .... KGrids3: -0.45000 -0.35000 -0.25000 -0.15000 -0.05000 0.05000 0.15000 .... <Band_DFT> Eigen, time=0.028573 <Band_DFT> DM, time=0.024604 1 Si MulP 2.0000 2.0000 sum 4.0000 2 Si MulP 2.0000 2.0000 sum 4.0000 Sum of MulP: up = 4.00000 down = 4.00000 total= 8.00000 ideal(neutral)= 8.00000 <DFT> Total Spin Moment (muB) = 0.000000000000 <DFT> Mixing_weight= 0.020000000000 <DFT> Uele = -2.418066179485 dUele = 0.000000000118 <DFT> NormRD = 0.000000000011 Criterion = 0.000000001000 <Optical calculation start> CDDF.KGrids1: -0.49000 -0.47000 -0.45000 -0.43000 -0.41000 -0.39000 -0.37000 .... CDDF.KGrids2: -0.49000 -0.47000 -0.45000 -0.43000 -0.41000 -0.39000 -0.37000 .... CDDF.KGrids3: -0.49000 -0.47000 -0.45000 -0.43000 -0.41000 -0.39000 -0.37000 .... <Optical calculations end, time=24.31524 (s)> <MD= 1> Force calculation Force calculation #1 Force calculation #2 Force calculation #3 Force calculation #4 Force calculation #5 <MD= 1> Total Energy Force calculation #6 .... ...

標準出力から光学伝導度の計算に要した経過時間は約24秒であることが分かります。計算が終わった後に、以下の関連する出力ファイルが得られます。

Si2_k50x50x50.cd_re real part of optical conductivity tensor Si2_k50x50x50.cd_im imaginary part of optical conductivity tensor Si2_k50x50x50.df_re real part of dielectric function tensor Si2_k50x50x50.df_im imaginary part of dielectric function tensor Si2_k50x50x50.absorption absorption tensor Si2_k50x50x50.extinction extinction tensor Si2_k50x50x50.transmission transmission tensor Si2_k50x50x50.reflection reflection tensor Si2_k50x50x50.refractive_index refractive index tensor

**Figure 80:** シリコンバルクの(a) 光学伝導度 $\sigma _{xx}$ と(b) 誘電関数 $\varepsilon _{xx}$ 。「Si2_k50x50x50.cd_re」, 「Si2_k50x50x50.cd_im」, 「Si2_k50x50x50.df_re」, 「Si2_k50x50x50.df_im」の各ファイルの第二列を垂直軸とし、第一列の関数としてプロット。計算に用いた入力ファイル「Si2_k50x50x50.dat」はディレクトリ「work」で利用可能。
$\includegraphics[width=16.6cm]{CDDF-Fig1.eps}$

# conductivity tensor (real part) , unit = Siemens/meter = Mho/meter = 1/(Ohm*meter) # index: energy-grid=1, xx=2, xy=3, xz=4, yx=5, yy=6, yz=7, zx=8, zy=9, zz=10, trace=11 #energy-grid(eV) xx xy xz yx yy yz zx zy zz (xx+yy+zz)/3 0.00000 16877.3220211 -227.5621843 -227.5697597 -227.5625069 16877.3919038 -227.5042335 -227.5702078 -227.5041190 16877.3911375 16877.3683541 0.00100 16877.3325817 -227.5625199 -227.5700960 -227.5628426 16877.4024628 -227.5045682 -227.5705442 -227.5044537 16877.4016971 16877.3789139 0.00200 16877.3431423 -227.5628556 -227.5704323 -227.5631782 16877.4130218 -227.5049028 -227.5708805 -227.5047883 16877.4122567 16877.3894736 0.00300 16877.3602570 -227.5634100 -227.5709878 -227.5637327 16877.4301338 -227.5054554 -227.5714360 -227.5053409 16877.4293698 16877.4065869 0.00400 16877.3839257 -227.5641832 -227.5717624 -227.5645058 16877.4537989 -227.5062261 -227.5722106 -227.5061116 16877.4530363 16877.4302536 ...... ...

第一列はフォトンエネルギー(eV)、第二列から順に、 $\sigma _{xx}$ 、 $\sigma_{xy}$ などのテンソルの要素が記録されています。最後の列は対角要素 $\sigma _{xx}$ 、 $\sigma_{yy}$ , $\sigma_{zz}$ の平均値が与えられます。他の出力ファイルもSi2_k50x50x50.cd_reと同一の形式に従います。 Si2_k50x50x50.cd_re, Si2_k50x50x50.cd_im, Si2_k50x50x50.df_re, Si2_k50x50x50.df_imの第一列を横軸、第二列を縦軸としてプロットすると図 80に示す光学伝導度 $\sigma _{xx}$ と誘電関数 $\varepsilon _{xx}$ が得られます。