Quantum ESPRESSO란?
Quantum ESPRESSO는 강력한 전자 구조 계산을 위한 오픈 소스 전자 구조 소프트웨어 패키지이다. 이는 밀도기능 이론을 기반으로 하며 이를 사용하여 다양한 물질의 전자 구조와 특성을 연구할 수 있다. Quantum ESPRESSO는 테스트, 계산 조작 및 유지보수를 위한 유연하고 사용하기 쉬운 인터페이스를 제공한다.
Quantum ESPRESSO 설치하기
Quantum ESPRESSO를 사용하기 위해 먼저 설치해야 한다. 다음은 설치 과정의 간단한 예시이다.
- Quantum ESPRESSO 공식 웹사이트(https://www.quantum-espresso.org/)에서 최신 버전의 소스코드를 다운로드한다.
- 압축 파일을 해제하고 터미널에서 해당 디렉토리로 이동한다.
./configure명령을 실행하여 시스템에 필요한 종속성을 확인하고 컴파일을 준비한다.make명령을 실행하여 Quantum ESPRESSO를 컴파일한다.- 컴파일이 완료되면
make install명령을 실행하여 Quantum ESPRESSO를 시스템에 설치한다.
Quantum ESPRESSO 입력 파일 작성하기
Quantum ESPRESSO에서는 입력 파일을 사용하여 원하는 계산을 정의한다. 입력 파일은 다양한 옵션과 매개변수를 포함할 수 있다. 다음은 간단한 예시이다.
plaintext
&control
calculation = 'scf',
prefix = 'output',
pseudo_dir = './pseudo',
outdir = './results'
/
&system
ibrav = 2,
celldm(1) = 7.5,
nat = 2,
ntyp = 1,
ecutwfc = 40.0
/
&electrons
mixing_beta = 0.7
/
ATOMIC_SPECIES
Si 28.086 Si.pbe-n-rrkjus_psl.1.0.0.UPF
ATOMIC_POSITIONS crystal
Si 0.00 0.00 0.00
Si 0.25 0.25 0.25
K_POINTS automatic
4 4 4 0 0 0
Quantum ESPRESSO 계산 실행하기
설치와 입력 파일 작성이 완료되었다면 Quantum ESPRESSO를 실행할 차례이다. 다음은 실행 명령어의 예시이다.
bash
$ pw.x < input.in > output.out
위 명령어에서 input.in은 앞서 작성한 입력 파일의 이름이고, output.out은 계산 결과가 저장될 파일의 이름이다.
Quantum ESPRESSO 결과 분석하기
Quantum ESPRESSO 실행이 완료되면 다양한 출력 파일과 결과를 얻을 수 있다. 주요한 결과 중 일부는 아래와 같다.
output.out: 계산 결과가 저장된 메인 출력 파일이다. 여기에는 에너지, 전하 분포, 구조 최적화 결과 등이 포함될 수 있다.charge-density.dat: 전하 밀도 분포를 나타내는 데이터 파일이다.band.xmgr: 계산에 사용된 전자 밴드 구조가 그려진 파일이다.
이러한 출력 파일들을 분석하여 원하는 데이터를 추출하고, 결과를 시각화하거나 다른 계산에 사용할 수 있다.
이상으로 Quantum ESPRESSO의 기본적인 사용 방법에 대한 글을 작성해보았다. 추가적인 자세한 내용은 Quantum ESPRESSO 공식 문서를 참고하도록 하자.