QE输入文件.in结构讲解

QE输入文件.in结构讲解

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pw.x 模块下结构:

1.&CONTROL(必选)

功能:控制整个计算任务的运行逻辑和读写行为。

常见参数及功能:

restart_mode:

可选 'from_scratch''restart',前者表示随机生成波函数,后者是用于续算。

calculation:

'scf' 自洽计算

'nscf' 非自洽计算

'bands' 能带计算

'relax' 结构优化,此时不优化晶胞参数,相当于 VASP 中 ISIF = 2

'vc-relax' 结构优化同时优化晶格参数

'md' 分子动力学

'vc-md' 优化晶格参数的分子动力学,有点使用于 NPT 系综

prefix:

输出波函数文件,'prefix = scf' 表示生成的波函数名为 scf

etot_conv_thr:

与 VASP 不同,VASP 在做结构优化的时候只有力的收敛标准收敛即收敛,在 QE 中能量也收敛才算收敛,这个参数控制能量的收敛标准,默认 1.0D-4,单位 Ry,1Ry = 13.6 eV

forc_conv_thr:

结构优化力的收敛标准,默认 1.0D-3,单位 Ry

pseudo_dir:

赝势的存放位置

prefix:

计算任务名

verbosity:

控制输出信息的多少,默认 'low'

nstep:

几何结构优化步数

2.&SYSTEM(必选)

功能:定义研究体系的物理和结构特征(晶胞、原子、电子配置等)。

常见参数及功能:

ibrav:

对称性设置,正常设置 0

nat:

坐标文件中一共几个原子

ntyp:

坐标文件中一共几个元素

ecutwfc:

波函数截断能,单位 Ry,一般设置 40 就够用

ecutrho:

电荷密度截断能,单位 Ry,默认 4 * ecutwfc

nspin:

和 VASP 中的自旋极化 ISPIN 一样,1不开启自旋,默认选项,2开启自旋

vdw_corr:

使用色散矫正,直接使用 'grimme-d3' 即可,表示使用 'DFT-D3' 的色散矫正,两者写法一样的对于系统,默认是不开启的

dftd3_version:

与 vdw_corr 搭配使用,用于控制 DFT-D3 是带 BJ 阻尼还是不带,dftd3_version = 3 代表不带 BJ 阻尼,为默认选项

occupations:

轨道占据方式,相当于 VASP 中 ISMEAR,直接使用 'smearing' 即可

smearing:

轨道展宽方式,使用 'gaussian' 即可,也是默认值

degauss:

相当于 VASP 轨道展宽的系数,单位 Ry

3.&ELECTRONS(必选)

功能:控制电子步自洽迭代(SCF)的算法和收敛标准。

常见参数及功能:

electron_maxstep:

电子自洽步数,默认 100

conv_thr:

自洽能量收敛标准,默认 1.0D-6,单位 Ry

mixing_mode:

电子密度混合方式,使用 'plain' 方式即可,也为默认值

mixing_beta:

混合比例,默认 0.7

mixing_ndim:

参考多少历史步数,默认 8

diagonalization:

对角化算法,用 'david' 即可,为默认值

4.&IONS(可选)

功能:calculation'relax''vc-relax' 时必选。控制原子移动的优化算法。

常见参数及功能:

ion_dynamics:

离子优化算法,默认 'bfgs'

5.&CELL(可选)

功能:calculation'vc-relax' 时必选。控制晶胞形变(体积、形状)的优化参数。

常见参数及功能:

cell_dynamics:

晶胞参数优化算法,默认 'bfgs',当晶胞优化算法为 bfgs,那么离子优化算法也只能设置为 bfgs

6.&ATOMIC_SPECIES(必选)

功能:赝势设置。

7.&K_POINTS automatic(必选)

功能:K点设置。

参数设置:

K_POINTS automatic

6 6 6 0 0 0

相当于 VASP 中以 MP 方法的 K 点分割,如果想只用伽马点计算,直接在 K_POINTS 后面接 gamma 就行

8.&CELL_PARAMETERS angstrom(必选)

功能:晶胞晶格常数信息。

可设置 angstromcrystal,crystal 代表分数坐标,angstrom 代表绝对坐标埃

9.&ATOMIC_POSITIONS angstrom(必选)

功能:原子坐标信息。

可设置 angstromcrystal,crystal 代表分数坐标,angstrom 代表绝对坐标埃

10.QE输出文件讲解以及能量和力的读取

能量看 output 文件最后的 ! total energy 后面的能量

看 output 文件最后的 Total force 是平均力,而 Gradient error 是最大受力,力的收敛标准也是看这个

QE 在做几何优化收敛后会再进行一次 SCF 迭代和力的计算,所以最后晶胞参数和原子位置坐标在上面,如下图所示

输出文件:

charge-density.dat:

电荷密度文件

wfcn.dat:

波函数文件,n 为不同的 k 点编号,为约化后的 k 点个数

si_pbe_v1.uspp.F.UPF:

备用赝势

QE赝势设置和QEtoolkit脚本设置和使用教程 2026-07-17
QE常用脚本讲解 2026-07-18