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1.3.9 ex_dos.sh

After finishing the convergence of the electron system, the density of states is calculated. The tetrahedral method is used to calculate it. Therefore, k-points used here are equal to ones used when the Fermi surface is calculated. The elements classified by the orbital angular momentum quantum number($\ell=0,1,2$) associated with atoms and the total density of states are calculated. prjao is generated as the calculation data on the way. By reading that file, the density of states is calculated as the input data for GNUPLOT. (Refer to 6.1.3)

電子系の収束の後に、状態密度を計算する。状態密度の計算には、四面体法を 用いる。そのために、フェルミ面を計算するときと同様のk点を使用する。 全状態密度、原子に付随する軌道角運動量量子数で分類した成分($\ell=0,1,2$)を 計算する。途中の計算データとしてprjaoを作成し、そのファイルを 読み込んで、caldos.xにて状態密度を計算する。 GNUPLOTに対する入力データを出力する。(項目6.1.3参照)

MK1,MK2,MK3
Because the BZ of the parallelepiped is carved so as to pass the $\Gamma$-point of the lattice, you must assign the proper number of steps. You must assign an even number except the special case. If you assign an odd number, the cases which assignment of k-points of BZ boundary of Wigner-Seitz cell is impossible become larger, so the effect of the Van Hove singularity is not effectively adopted. In case of the artificial periodic system such as the slub model which is a special case, you should assign 1 to the number of steps for the direction of that periodicity.

平行六面体のBZを$\Gamma$点を通るように格子上に刻むが、その刻み数を 指定する。特別な場合以外は、偶数を指定する。奇数を指定すると ウィグナーサイツセルのB.Z.境界のk点を指定できない場合が 増えて、バンホブ特異点の効果を十分に採り入れることができない。 特別な場合であるスラブ系などといった人工的周期系では、その周期の方向は、 刻み数を1にすればよい。

nopartial
0 is assigned. (In ex_eig.sh, 1 is assigned. Refer to Paragraph1.3.8.)

0を指定する。(ex_eig.shでは、1を指定する。項目1.3.8参照)

cnt, natm
These are options which are used in the case of calculating the carbon nanotube. In case of the armchair carbon nanotube only, you must assign cnt=1 and the number of carbon atoms to natm. You must correct so that the DOS of near the Fermi level may not become 0. Unless the above, cnt=0 is assigned.

カーボンナノチューブの場合のオプションで、アームチェア型の場合のみ、 cnt=1とし、炭素原子数をnatmに指定する。フェルミ準位付近 のDOSがゼロとならないように補正する。 上記の場合以外は、cnt=0とする。

isymfs
In case of calculating the eigenvalues by considering the symmetry of the crystal and reducing points carved on the grid points to the irreducible zone.

結晶の対称性を考慮して、格子上に刻まれた点を既約ゾーンに還元して、 固有値を計算する場合に1を指定する。格子上の点を全て計算する場合は、 0とする。

jtetra
Because the density of states is calculated by the tetrahedral method, you must assign 1.

状態密度を四面体法で計算するので、1を指定する。

jupdw, iupsta0, nupsta0, idwsta0, ndwsta0
In case of using these functions, you must assign 1 to jupdw. If you assign 0, the density of states of all bands which used for the covergence of the electron system is calculated respectively. You must assign the beginning band index iupsta0 which calculates the density of states and the number of bands nupsta0. In the case of NSPIN=2, in regard to the down-spins, you must do same assignment for idwsta0 and ndwsta0. In other cases(NSPIN=1,4), you should assign 0 respectively. In regard to idwsta0 which is the beginning of the down-spins, number of the bands which is counted from the beginning of the down-spins. For example, by using NSPIN=2, if the density of states of all KS orbitals which include 10 up-spin orbitals and 12 down-spin orbitals is calculated, iupsta0=1, nupsta0=10, idwsta0=1 and ndwsta0=12 are assigned.

この機能を使用するときは、jupdwに1を指定する。0を指定すると 電子系の収束で用いたすべてのバンドに対して、状態密度を計算する。 状態密度を計算する始まりバンド指数iupsta0と バンドの本数nupsta0を指定する。 NSPIN=2の場合は、ダウンスピンに対しても idwsta0, ndwsta0に同様に指定する。 それ以外の場合(NSPIN=1,4)は、それぞれ0としておく。 ダウンスピンの始まりidwsta0は、ダウンスピンの始まりから 数えたバンドの番号を指定する。
例えば、NSPIN=2で、 アップスピンの軌道とダウンスピンの軌道がそれぞれ10個および12個合計 22個のKS軌道を計算しているときに、全ての軌道の状態密度を計算する場合、 iupsta0=1, nupsta0=10, idwsta0=1, ndwsta0=12の数値を指定する。

einit, efin, edel, ewth
The beginning and the end of the energy range of the energy density of states are assigned to einit and efin by the unit of eV. The step size of the energy is assigned to edel. The width of the Gaussian function is assigned to ewth by the unit of eV.

einitefinには、計算するエネルギー状態密度のエネルギー 範囲を始まりと終りをeV単位で指定する。 edelには、エネルギーに対するデータの刻幅を指定する。 ewthには、ガウス型関数の幅をeV単位で指定する。

NPDOS, ISPDOS, NAPDOS, IA1,IA2,..
In the case of calculating the partial density of states which is combined with atoms of the same type, you must assign the number of the density of states to NPDOS, the type of the atom to ISPDOS, the number of atoms to NAPDOS, and the proper value which corresponds that number to IA1,IA2,...

同じ種類の原子に対して、組み合わせた部分状態密度を計算したい場合に NPDOSには、状態密度の本数を指定し、ISPDOSに原子の種類を 指定し、NAPDOSには原子の個数を指定し、IA1,IA2,..には、 その個数分の番号を指定する。

jobstart
If the file prjao has been already calculated, by executing the calculation assigned as echo '0' > jobstart for jobstart, you can execute the recalculation(caldos.x) of the density of states only.

すでにファイルprjaoが計算されている場合は、 jobstartに対して
echo '0' > jobstartとして計算を行うことにより、状態密度だけを 再計算
(caldos.x)することができる。

About the file prjao(ファイルprjaoについて)
If the calculation assigned as echo '1' > jobstart is executed, the LM components to calculate the eigenvalue of bands and the partial density of states are written in this file. In the case of the slightly larger system, the calculation of generating this file takes much long time.

このファイルは、echo '1' > jobstartとして計算を行なうと、 バンドの固有値と部分状態密度を計算するためのLM成分が書き込まれる。 prjaoを作る計算は、少し大きな系になると、計算時間が非常に かかる。


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Copyright (C), Tatsuki Oda (oda@cphys.s.kanazawa-u.ac.jp, Kanazawa University)