ABINIT软件简介和安装教程

ABINIT软件简介和安装教程

首页休闲益智电荷匹配3D更新时间:2024-04-30

1、ABINIT软件简介

ABINIT的主程序使用赝势和平面波,用密度泛函理论计算总能量、电荷密度、分子和周期性固体的电子结构、进行几何优化和分子动力学模拟、用TDDFT(对分子)或GW近似(多体微扰理论)计算激发态(下图放大看)。

(来源:https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_quantum_chemistry_and_solid-state_physics_software)

此外ABINIT还提供了大量的工具程序。程序的基组库包括了元素周期表1-109号所有元素。ABINIT适于固体物理、材料科学、化学和材料工程等学科;固体、分子、材料的表面以及界面等研究领域;处理的体系包含导体、半导体、绝缘体和金属,更多详细介绍参考ABINIT官网。

(部分介绍来源于:http://www.quantumchemistry.net/node/352)

(1) ABINIT官网:https://www.abinit.org/

(2) ABINIT官方论坛:https://forum.abinit.org/

(3) ABINIT官网教程:

https://docs.abinit.org/tutorial/

(4) ABINIT赝势库:http://www.pseudo-dojo.org/

(5) ABINIT Workshop PPT:

https://www.abinit.org/events

(6) ABINIT官网后处理程序:

ABINIT主要功能介绍(这里的介绍很旧了,以官网为准):

A. 计算倒格子中核与电子的总能量

B. 计算总能量和本征能量

C. 激发态

D. 移动原子,改变晶胞参数

E. 分析和图形工具(见下面截图,放大看)

(部分介绍来源于:http://www.quantumchemistry.net/node/352)

总结:本人最近在学ABINIT,虽然在并行效率方面要比商业化的软件(例如VASP)差一点,但是ABINIT很多功能很方便,而且也有一些功能是VASP没有的。最重要的一点,ABINIT是开源免费的。本人后面会继续详细讲解ABINIT的优势和相应的基本计算教程。

2、ABINIT软件安装

(1) ABINIT软件前必看以下资料:

https://forum.abinit.org/viewforum.php?f=1

https://www.youtube.com/watch?v=DppLQ-KQA68

https://school2019.abinit.org/images/lectures/abischool2019_installing_abinit_lecture.pdf

(2) ABINIT软件安装之前的准备(来源ABINIT官网):

(3) ABINIT软件安装逻辑框架图(来源ABINIT官网):

(4) ABINIT软件安装涉及到的LIBXC和netCDF插件简介:

LIBXC:开源的密度泛函库,包含了市面上的几乎大部分泛函。

https://www.tddft.org/programs/libxc/

NetCDF(network Common Data Form):对程序员来说,它和zip、jpeg、bmp文件格式类似,都是一种文件格式的标准。netcdf文件开始的目的是用于存储气象科学中的数据,现在已经成为许多数据采集软件的生成文件的格式。利用NetCDF可以对网格数据进行高效地存储、管理、获取和分发等操作。

https://www.unidata.ucar.edu/downloads/netcdf/index.jsp

(5) ABINIT软件具体安装步骤(假设你已经安装好Intel编译器、MPI、FFTW):

>> 从官网下载安装包,上传到服务器并解压;

tar xzvf abinit-8.10.3.tar.gzcd abinit-8.10.3mkdir build

>> 此时需要准备一份ubuntu.ac编译参数文件,并上传到build目录下(请将里面路径改成自己服务器上面对应的路径);

# ================================================================# Configuration file for ABINIT 8 compilation on COBALT# The following modules have to be loaded before compilation:## module load feature/mkl/multi-threaded# module load intel mpi# module load scalapack fftw3/mkl# module load netcdf-fortran libxc#================================================================prefix="/home/gang/software/abinit-8.10.3/build"FC="mpiifort"CC="mpiicc"CXX="mpicxx"enable_mpi="yes"enable_mpi_io="yes"enable_gpu="no"with_mpi_prefix="/home/gang/intel/impi/2019.3.199/intel64"with_linalg_flavor="mkl"with_linalg_libs="$(MKLROOT)/lib/intel64 -lmkl_intel_ilp64 -lmkl_core -lmkl_intel_thread -lmkl_scalapack_ilp64 -lpthread -lm"with_fft_flavor="fftw3"with_fft_incs="-I/home/gang/software/fftw-3.3.8/build/include"with_fft_libs="-L/home/gang/software/fftw-3.3.8/build/lib -lfftw3_threads -lfftw3 -lfftw3f"with_trio_flavor="netcdf"with_dft_flavor="libxc"#with_libxc_libs="-L/home/gang/software/libxc-4.3.4/install-path/lib -lxc -lxcf90"#with_libxc_incs="-I/home/gang/software/libxc-4.3.4/install-path/include"#with_netcdf_incs="-I/usr/include"#with_netcdf_libs="-L/usr/lib/x86_64-linux-gnu -lnetcdf -lnetcdff"#with_netcdf_libs="-L/home/gang/software/netcdf-needed-path/lib –lnetcdf -lnetcdff"#with_netcdf_incs="-I/home/gang/software/netcdf-needed-path/include"

>> 将ubuntu.ac编译参数文件上传之后,仔细检查环境变量和路径是否正确设置,并执行下面命令;

../configure --with-config-file="./ubuntu.ac"

>>上述过程顺利结束后,没有报错的情况下执行下面命令;

make multi multi_nprocs=24
make install

>>安装完成后会在bulid目录下的bin目录里面得到下面可执行程序(放大看)。

(6) 编译过程中可能存在的问题:

(1) configure过程会默认链接到GNU编译器(手动执行下面命令)

export FC=mpiifortexport CC=mpiiccexport CXX=mpicxx

(2) Intel 2019 update 3编译会有问题

https://forum.abinit.org/viewtopic.php?f=3&t=4057

(3) 无法联网的服务器,可能会报错,提前下载好下面安装包上传到相应目录。

lapack-abinit_6.10.tar.gz libxc-3.0.0.tar.gz netcdf-4.1.1.tar.gz
将上面安装包下载好放到下面目录
~/.abinit/tarballs/

3、友情链接

https://yh-phys.github.io/2019/11/29/abinit-install/ (贺勇教程)

https://blog.csdn.net/tengh/article/details/7013381

http://www.goscience.cn/mycenter/bookAll?type=2&id=261&per_page=3

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