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原notebook链接：https://bohrium.dp.tech/notebooks/97744652314
教程： 以44号元素为例，我将在这里介绍元素背景知识，介绍DFT算法的基本原理以及ABACUS软件的使用方法（包括收敛性测试、稳定结构计算方法、结构优化）。
- 首先是44号元素的背景知识：
44号元素是钌（Ru），属于过渡金属，它具有如下的物理化学性质：
1.原子序数44，原子量101.07，密度12.45g/立方厘米，熔点2334℃，沸点4150℃，第一电离能710.2kJ/mol。
- 钌的常见化合价有+2价，+3价，+4价，+6价，+8价。
- 钌具有高硬度和耐腐蚀性，容易与卤素反应生成卤化物，常见的钌化合物有氧化钌，三氯化钌，碘化钌，醋酸钌等。
- 在应用方面，钌元素在电接触材料、催化剂和一些合金中有广泛的应用。
- 接下来是对DFT算法的基本原理的介绍：DFT即密度泛函理论，它是一种基于电子密度的量子力学的计算方法，主要应用于求解多电子系统的基态性质。其基本原理包括“Hohenberg-Kohn定理”：多电子系统的基态能量是电子密度的唯一函数。“Kohn-Sham方程”：通过引入虚拟的单电子系统，将原本复杂的多电子问题简化为一组单电子方程。“交换-相关能量泛函”：交换-相关能量是描述电子间相互作用的关键部分，目前有多种近似方法。例如LDA（局域密度近似）和GGA（广义梯度近似）。在实际计算中，DFT算法常用于预测材料的电子结构、几何结构、机械和热力学性质等方面。其优势在于计算效率较高、适用范围相对较广，但同时其也存在一些局限性，例如对强关联体系和范德华力的一些描述是存在一些不足的。
- 接下来是关于ABACUS软件的使用方法，其具体操作步骤一般包括：
准备输入文件：包括晶体的结构文件以及相关的参数文件。 在这里需要准备的文件主要为INPUT、STRU和KPT三个文件以及在网站(https://quantum-simulation.org/potentials/sg15 oncv/upf/)以及(https://ABACUS-orbitals/Do.jo-NC-FR/Oribitals/) 上所下载的伪势文件和轨道文件（轨道文件在计算收敛性测试中并不一定需要）
收敛性测试：通过调整k点网格和截断能量，从而能够确保计算结果的收敛性与可靠性。
稳定结构计算：通过结构参数的优化，找到晶体稳定结构，从而对稳定结构进行计算。
结构优化：通过调整原子的位置以及晶格的相关参数，使得整个体系达到能量最低状态。
计算与结果：在做好上面步骤后，即可以运行ABACUS计算程序，分析计算结果即可。包括其中的总能量、电子结构、态密度等等。
接下来将分别为大家展示各个文件的代码以及笔者所得到的结果。
首先是电子自洽迭代与收敛性测试的INPUT、STRU以及KPT文件。
以上就是对Ru元素进行电子自洽迭代所用的文件。运行成功后，我们就可以在得到的OUT.Ru文件中读取得到能量值等参数。
接下来是对k与ecut部分的收敛性测试部分。这一部分既可以采用手动修改k以及ecut的方法得到能量值从而绘图，也可以通过编写脚本的方式进行这种操作。
笔者通过修改k与ecut的值，画出两个收敛性曲线如图所示：
从上面两个图片可以看出当k大于等于5时，ecut大于等于50时，能量值基本收敛。
结构优化部分
通过运行以上程序，我们最终得到了如下的优化结构：
对于其氧化物的结构优化，则是通过添加氧元素的伪势文件和轨道文件，以及修改其晶格结构参数来实现。在此不再赘述。
感谢您的阅读。