チュートリアル

情報

初心者の方はランダムサーチから始めると良い．Exampleファイルはこちら –> cryspy_utility.

ランダムサーチ (RS)

情報

最初はASEから始めるのが簡単なのでお勧めです．CrySPY (csp-cryspy)をインストールすると，ASEも自動的にインストールされます．

入力ファイルの準備

下記のどれか一つを従って，その後"CrySPYを実行"のセクションに移ってください．

CrySPY実行

Loading external data

calc_code == extを使う場合のみ．

Load external data

ASE in your local PC

2023 July 10

ASEは様々なコードのインターフェースを提供しているPythonライブラリであり， Pure Python EMT calculatorというシンプルなEMTの計算も実行できる．CrySPYさえインストールしてあれば，精度はともかく簡単に計算できるので，CrySPYのテストにちょうど良い．

このチュートリアルでは，MacやLinuxなどのOSのローカルPCを用いてCu 8原子の構造探索を試す．

Assumption

ここでは次のような条件を想定している：

CrySPY 1.2.0 or later in your local PC
CrySPY job filename: job_cryspy
ase input filename: ase_in.py

Input files

どこか適当なワーキングディレクトリに移動して，まずはexampleをコピーしてくる．下記のどちらからコピーしてきても良い．

Download from cryspy_utility/examples/ase_Cu8_RS
Copy from CrySPY utility that you installed

cd ase_Cu8_RS
tree

.
├── calc_in
│   ├── ase_in.py_1
│   └── job_cryspy
└── cryspy.in

cryspy.in

cryspy.inはCrySPYの入力ファイル．

[basic]
algo = RS
calc_code = ASE
tot_struc = 5
nstage = 1
njob = 2
jobcmd = zsh
jobfile = job_cryspy

[structure]
natot = 8
atype = Cu
nat = 8

[ASE]
ase_python = ase_in.py

[option]

[basic] セクションのjobcmd = zshは環境に合わせてjobcmd = shやjobcmd = bash等に変更する． CrySPYは内部でバックグラウンドジョブとしてzsh job_cryspyを実行する．

ASEを使う場合は，[ASE]セクションが必要．下記の二つのファイル名は好きなように変えても良い．

jobfile: job_cryspy
ase_python: ase_in.py

他の入力変数については後で説明を行う．

calc_in directory

ASEのジョブファイルや入力ファイルはこのディレクトリに準備する．

Job file

ジョブファイルの名前はcryspy.inのjobfileに一致させる必要がある．ジョブファイルの例は下記の通り．

#!/bin/sh

# ---------- ASE
python3 ase_in.py

# ---------- CrySPY
sed -i -e '3 s/^.*$/done/' stat_job

ase_in.pyというファイル名も自由に変えられるが， cryspy.inのase_pythonの値と一致させておく必要がある． CrySPYではジョブファイルの最後の行はsed -i -e '3 s/^.*$/done/' stat_jobとしておくルールになっている．

メモ

ジョブファイルの最後の行はsed -i -e '3 s/^.*$/done/' stat_jobと書いておく．

ヒント

CrySPYのジョブファイルのCrySPY_IDという文字列は自動的に構造IDに置き換わるようになっている． PBSやSLURMといったジョブスケジューラーを使う場合，ジョブ名にCrySPY_IDと書いておくとどの構造のジョブなのかが分かり便利である．例えば，PBSでは#PBS -N Si_CrySPY_IDのように書いておくと，ジョブをサブミットする際，#PBS -N Si_10のように置き換わる．注意点として，ジョブ名を数字から始めるとエラーとなることが多いので，Si_のように何か文字列を頭につけておくこと．

Input for ASE

ステージ数(nstage in cryspy.in)に応じた数のインプットファイルが必要となる．インプットファイル名の語尾に_xをつけて準備する．ここでxはステージ数．

ASEのチュートリアルではnstage = 1を用いるので，ASEのインプットファイルはase_in.py_1の一つだけが必要． ase_in.py_1は例えば下記の通り（ASEの使い方の詳細は公式のドキュメントを見ること）．

from ase.constraints import ExpCellFilter, StrainFilter
from ase.calculators.emt import EMT
from ase.calculators.lj import LennardJones
from ase.optimize.sciopt import SciPyFminCG
from ase.optimize import BFGS
from ase.spacegroup.symmetrize import FixSymmetry
import numpy as np
from ase.io import read, write

# ---------- input structure
# CrySPY outputs 'POSCAR' as an input file in work/xxxxxx directory
atoms = read('POSCAR', format='vasp')

# ---------- setting and run
atoms.calc = EMT()
atoms.set_constraint([FixSymmetry(atoms)])
atoms = ExpCellFilter(atoms, hydrostatic_strain=False)
opt = BFGS(atoms)
#opt=SciPyFminCG(atoms)
opt.run()

# ---------- opt. structure and energy
# [rule in ASE interface]
# output file for energy: 'log.tote' in eV/cell
#                         CrySPY reads the last line of 'log.tote'
# output file for structure: 'CONTCAR' in vasp format
e = atoms.atoms.get_total_energy()
with open('log.tote', mode='w') as f:
    f.write(str(e))

write('CONTCAR', atoms.atoms, format='vasp')

ASEはVASPやQEなどと違って，入力ファイル（python script）は自分で書くことになるので自由度がある． CrySPYでは2つのルールを設けている．

エネルギーはeV/cellの単位でlog.toteというファイルに出力する．CrySPYはこのファイルの最後の行を読む．
最適化後の構造データはCONTCARというファイルにVASPフォーマットで出力する．

CrySPY実行

ここまで準備ができたらCrySPY実行へ進む．

soiap in your local PC

2024年4月21日日本語化

soiapは原子間ポテンシャルを使用した計算ができるソフトウェアであり，計算が軽いのでCrySPYのテストにちょうど良い． soiapのインストールや詳細はinstructionsを参照．

このチュートリアルでは，MacやLinuxのローカルPC上でCrySPYを試す．テストシステムはSi 8原子．

Assumption

ここでは次のような条件を想定している：

(only version 0.10.3 or earlier) CrySPY main script: ~/CrySPY_root/CrySPY-0.9.0/cryspy.py
CrySPY job filename: job_cryspy
soiap executable file: ~/local/soiap-0.3.0/src/soiap
soiap input filename: soiap.in
soiap output filename: soiap.out
soiap input structure filename: initial.cif

Input files

どこか適当なワーキングディレクトリに移動して，まずはexampleをコピーしてくる．下記のどちらからコピーしてきても良い．

Download from cryspy_utility/examples/soiap_Si8_RS
Copy from CrySPY utility that you installed
(only version 0.10.3 or earlier) cp -r ~/CrySPY_root/CrySPY-0.9.0/example/v0.9.0/soiap_RS_Si8 .

cd soiap_RS_Si8
tree

.
├── calc_in
│   ├── job_cryspy
│   └── soiap.in_1
└── cryspy.in

cryspy.in

cryspy.inがCrySPYの入力ファイル．

[basic]
algo = RS
calc_code = soiap
tot_struc = 5
nstage = 1
njob = 2
jobcmd = zsh
jobfile = job_cryspy

[structure]
natot = 8
atype = Si
nat = 8

[soiap]
soiap_infile = soiap.in
soiap_outfile = soiap.out
soiap_cif = initial.cif

[option]

soiapを使う場合は[soiap]セクションが必要となる．下記のファイル名は好きなように変えても良い．

jobfile
soiap_infile
soiap_outfile
soiap_cif

他の入力変数については後で説明を行う．

calc_in directory

soiapのジョブファイルや入力ファイルはこのディレクトリに準備する．

Job file

ジョブファイルの名前はcryspy.inのjobfileに一致させる必要がある．ジョブファイルの例は下記の通り．

#!/bin/sh

# ---------- soiap
EXEPATH=/path/to/soiap
$EXEPATH/soiap soiap.in 2>&1 > soiap.out

# ---------- CrySPY
sed -i -e '3 s/^.*$/done/' stat_job

/path/to/soiapはsoiapの実行ファイルのpathに変えること．入力ファイル（soiap.in）と出力ファイル（soiap.out）はcryspy.inで指定したsoiap_infileとsoiap_outfileに合わせること．最後の行以外は普段使っているようなジョブスクリプトで良いが， CrySPYではジョブファイルの最後の行はsed -i -e '3 s/^.*$/done/' stat_jobとしておくルールになっている．

メモ

ジョブファイルの最後の行はsed -i -e '3 s/^.*$/done/' stat_jobと書いておく．

ヒント

Input for soiap

soiapのチュートリアルではnstage = 1を用いるので，インプットファイルはsoiap.in_1の一つだけが必要． soiap.in_1は例えば下記の通り．

crystal initial.cif ! CIF file for the initial structure
symmetry 1 ! 0: not symmetrize displacements of the atoms or 1: symmetrize

md_mode_cell 3 ! cell-relaxation method
               ! 0: FIRE, 2: quenched MD, or 3: RFC5
number_max_relax_cell 100 ! max. number of the cell relaxation
number_max_relax 1 ! max. number of the atom relaxation
max_displacement 0.1 ! max. displacement of atoms in Bohr

external_stress_v 0.0 0.0 0.0 ! external pressure in GPa

th_force 5d-5 ! convergence threshold for the force in Hartree a.u.
th_stress 5d-7 ! convergence threshold for the stress in Hartree a.u.

force_field 1 ! force field
              ! 1: Stillinger-Weber for Si, 2: Tsuneyuki potential for SiO2,
              ! 3: ZRL for Si-O-N-H, 4: ADP for Nd-Fe-B, 5: Jmatgen, or
              ! 6: Lennard-Jones

1行目に書く初期構造ファイル（initial.cif）はcryspy.inのsoiap_cifの値と揃える．

CrySPY実行

ここまで準備ができたらCrySPY実行へ進む．

VASP

2024 April 24

このチュートリアルでは，PBSなどのジョブスケジューラーを備えたPCクラスターを想定してCrySPYを試す．第一原理計算のVASPを用いて，Na8Cl8（16原子）の構造探索を行う．

Assumption

ここでは次のような条件を想定している：

CrySPY 1.2.0 or later in your PC cluster
CrySPY job command: qsub
CrySPY job filename: job_cryspy
executable file, vasp_std in your PC cluster

Input files

どこか適当なワーキングディレクトリに移動して，まずはexampleをコピーしてくる．下記のどちらからコピーしてきても良い．

Download from cryspy_utility/examples/vasp_Na8Cl8_RS
Copy from CrySPY utility that you installed

cd vasp_Na8Cl8_RS
tree

.
├── calc_in
│   ├── INCAR_1
│   ├── INCAR_2
│   ├── POTCAR
│   ├── POTCAR_is_dummy
│   └── job_cryspy
└── cryspy.in

cryspy.in

cryspy.inはCrySPYの入力ファイル．

[basic]
algo = RS
calc_code = VASP
tot_struc = 5
nstage = 2
njob = 2
jobcmd = qsub
jobfile = job_cryspy

[structure]
natot = 16
atype = Na Cl
nat = 8 8
mindist_1 = 2.5 1.5
mindist_2 = 1.5 2.5

[VASP]
kppvol = 40 80

[option]

[basic] セクションのjobcmd = qsubは環境に合わせて変更する． CrySPYは内部でバックグラウンドジョブとしてqsub job_cryspyを実行する．下記のファイル名は好きなように変えても良い．

jobfile

構造最適化計算はステージ制を採用しており，ここではnstage = 2を用いている．例えば，最初のステージでは，セルを固定し内部座標だけ緩和する設定で，k点も少ない計算を実行し，2ステージ目でセルも含めてフルに構造緩和して，精度も高めるようなことが可能となっている．

VASPを使う場合は，[VASP]セクションが必要．ここでは各ステージにおけるk点のグリッド密度（Å^-3）をkppvolに指定する必要がある．

情報

kppvolの詳細はこちら –> Input file > Kpoint

他のインプット変数に関しては後ほど説明する．

calc_in directory

ジョブファイルやVASPのインプットをこのディレクトリに置く．

Job file

ジョブファイルの名前はcryspy.inのjobfileに一致させる必要がある．ジョブファイルの例は下記の通り．

#!/bin/sh
#$ -cwd
#$ -V -S /bin/bash
####$ -V -S /bin/zsh
#$ -N Na8Cl8_CrySPY_ID
#$ -pe smp 20
####$ -q ibis1.q
####$ -q ibis2.q
####$ -q ibis3.q
####$ -q ibis4.q

# ---------- vasp
VASPROOT=/usr/local/vasp/vasp.6.4.2/bin
mpirun -np $NSLOTS $VASPROOT/vasp_std

# ---------- CrySPY
sed -i -e '3 s/^.*$/done/' stat_job

VASPROOTは環境に合わせて変更する．普段VASPのジョブを流しているジョブファイルを使えば良い．ただし，CrySPYではジョブファイルの最後の行はsed -i -e '3 s/^.*$/done/' stat_jobとしておくルールになっている．

メモ

ジョブファイルの最後の行はsed -i -e '3 s/^.*$/done/' stat_jobと書いておく．

ヒント

Input for VASP

今はnstage = 2を用いているので，INCAR_1とINCAR_2が必要となる．ここでは，INCAR_1はセルを固定して内部座標だけ緩和する設定，INCAR_2はセルも含めてフルに緩和する設定になっている．

INCAR_1

SYSTEM = NaCl
!!!LREAL = Auto
Algo = Fast
NSW = 40

LWAVE = .FALSE.
!LCHARG = .FALSE.

ISPIN =  1

ISMEAR = 0
SIGMA = 0.1

IBRION = 2
ISIF = 2

EDIFF = 1e-5
EDIFFG = -0.01

INCAR_2

SYSTEM = NaCl
!!LREAL = Auto
Algo = Fast
NSW = 200

ENCUT = 341

!!LWAVE = .FALSE.
!!LCHARG = .FALSE.


ISPIN =  1

ISMEAR = 0
SIGMA = 0.1

IBRION = 2
ISIF = 3

EDIFF = 1e-5
EDIFFG = -0.01

CrySPYはPOSCARとKPOINTSファイルを自動生成する． POTCARファイルはユーザーが準備する必要がある．このexampleに含まれているPOTCARは空のファイルなので，各自で準備すること．

警告

exampleに含まれているPOTCARは空のファイル．配布できない．

CrySPY実行

ここまで準備ができたらCrySPY実行に進む．

QE

2024 April 24，日本語化

このチュートリアルでは，PBSなどのジョブスケジューラーを備えたPCクラスターを想定してCrySPYを試す．第一原理計算のQUANTUM ESPRESSOを用いて，Si 8原子の構造探索を行う．

Assumption

ここでは次のような条件を想定している：

CrySPY job command: qsub
CrySPY job filename: job_cryspy
QE executable file: /usr/local/qe-6.5/bin/pw.x
QE input filename: pwscf.in
QE output filename: pwscf.out

Input files

どこか適当なワーキングディレクトリに移動して，まずはexampleをコピーしてくる．下記のどちらからコピーしてきても良い．

Download from cryspy_utility/examples/qe_Si8_RS
Copy from CrySPY utility that you installed

cd QE_RS_Si8
tree

.
├── calc_in
│   ├── job_cryspy
│   ├── pwscf.in_1
│   └── pwscf.in_2
└── cryspy.in

cryspy.in

cryspy.inはCrySPYの入力ファイル．

[basic]
algo = RS
calc_code = QE
tot_struc = 5
nstage = 2
njob = 2
jobcmd = qsub
jobfile = job_cryspy

[structure]
natot = 8
atype = Si
nat = 8

[QE]
qe_infile = pwscf.in
qe_outfile = pwscf.out
kppvol =  40  80

[option]

[basic] セクションのjobcmd = qsubは環境に合わせて変更する． CrySPYは内部でバックグラウンドジョブとしてqsub job_cryspyを実行する．

QEを使う場合は，[QE]セクションが必要．ここでは各ステージにおけるk点のグリッド密度（Å^-3）をkppvolに指定する必要がある．

情報

kppvolの詳細はこちら –> Input file > Kpoint

下記のファイル名は好きなように変えても良い．

jobfile
qe_infile
qe_outfile

他のインプット変数に関しては後ほど説明する．

calc_in directory

ジョブファイルやQEのインプットをこのディレクトリに置く．

Job file

ジョブファイルの名前はcryspy.inのjobfileに一致させる必要がある．ジョブファイルの例は下記の通り．

#!/bin/sh
#$ -cwd
#$ -V -S /bin/bash
####$ -V -S /bin/zsh
#$ -N Si8_CrySPY_ID
#$ -pe smp 20
####$ -q ibis1.q
####$ -q ibis2.q

mpirun -np $NSLOTS /path/to/pw.x < pwscf.in > pwscf.out


if [ -e "CRASH" ]; then
    sed -i -e '3 s/^.*$/skip/' stat_job
    exit 1
fi

sed -i -e '3 s/^.*$/done/' stat_job

/path/to/pw.xは環境に合わせて変更する．入力（pwscf.in）出力（pwscf.out）ファイルの名前は好きに変えて良いが，cryspy.inのqe_infileとqe_outfileに合わせる必要がある．普段VASPのジョブを流しているジョブファイルを使えば良い．ただし，CrySPYではジョブファイルの最後の行はsed -i -e '3 s/^.*$/done/' stat_jobとしておくルールになっている．

メモ

ジョブファイルの最後の行はsed -i -e '3 s/^.*$/done/' stat_jobと書いておく．

ヒント

Input for QE

今はnstage = 2を用いているので，pwscf.in_1とpwscf.in_2が必要となる．ここでは，pwscf.in_1はセルを固定して内部座標だけ緩和する設定，pwscf.in_2はセルも含めてフルに緩和する設定になっている．

pwscf.in_1

 &control
    title = 'Si8'
    calculation = 'relax'
    nstep = 100
    restart_mode = 'from_scratch',
    pseudo_dir = '/usr/local/pslibrary.1.0.0/pbe/PSEUDOPOTENTIALS/'
    outdir='./out.d/'
 /

 &system
    ibrav = 0
    nat = 8
    ntyp = 1
    ecutwfc = 44.0
    occupations = 'smearing'
    degauss = 0.01
 /

 &electrons
 /

 &ions
 /

 &cell
 /

ATOMIC_SPECIES
  Si  28.086  Si.pbe-n-kjpaw_psl.1.0.0.UPF

pwscf.in_2

 &control
    title = 'Si8'
    calculation = 'vc-relax'
    nstep = 200
    restart_mode = 'from_scratch',
    pseudo_dir = '/usr/local/pslibrary.1.0.0/pbe/PSEUDOPOTENTIALS/'
    outdir='./out.d/'
 /

 &system
    ibrav = 0
    nat = 8
    ntyp = 1
    ecutwfc = 44.0
    occupations = 'smearing'
    degauss = 0.01
 /

 &electrons
 /

 &ions
 /

 &cell
 /

ATOMIC_SPECIES
  Si  28.086  Si.pbe-n-kjpaw_psl.1.0.0.UPF

pseudo_dirは各自の環境に合わせて変更する． Inputs for structure data and k-point such as インプットファイルのATOMIC_POSITIONSとK_POINTSはCrySPYがpymatgenを用いて自動生成するのでユーザーが書く必要はない．

CrySPY実行

ここまで準備ができたらCrySPY実行に進む．

OpenMX

Coming soon.

LAMMPS

Coming soon.

External program

Available from CrySPY 0.11.0.

If you use an external program not supported by CrySPY, the optimized energy and structure data can be loaded semi-manually in CrySPY. You have to prepare two files, ext_opt_struc_data.pkl and ext_energy_data.pkl.

Assumption

Here, we assume the following conditions:

(version 0.10.3 or earlier) CrySPY main script: ~/CrySPY_root/CrySPY-0.11.0/cryspy.py

(calc_in directory is not required.)

Input files

Move to your working directory, and copy input example files.

version 1.0.0 or later
- Copy from CrySPY utility
version 0.10.3 or earlier
- cp -r ~/CrySPY_root/CrySPY-0.9.0/example/ext_Si8_RS .

cd ext_Si8_RS
tree

.
└── cryspy.in

cryspy.in

cryspy.in is the input file of CrySPY.

[basic]
algo = RS
calc_code = ext
tot_struc = 5

[structure]
natot = 8
atype = Si
nat = 8

[option]

If calc_code == ext, nstage, njob, jobcmd, and jobfile are ignored.

Running CrySPY

This mode is different from the normal use of CrySPY. Go to Load external data.

Check cryspy.in

See Input file in detail.

Let’s take a look at cryspy.in again. This may be slightly different depending on calc_code you chose.

[basic]
algo = RS
calc_code = soiap
tot_struc = 5
nstage = 1
njob = 2
jobcmd = zsh
jobfile = job_cryspy

[structure]
natot = 8
atype = Si
nat = 8

[soiap]
soiap_infile = soiap.in
soiap_outfile = soiap.out
soiap_cif = initial.cif

[option]

[basic] section

algo: Algorithm. Set RS for Random Search.
calc_code: Structure optimizer. Choose from VASP, QE, OMX, soiap, LAMMPS
tot_struc: The total number of structures. In this case, 5 random structures are generated at 1st run.
nstage: The number of stages. It’s up to you.
njob: The number of jobs running at the same time. In this example, CrySPY sets 2 slots for structure optimization, in other words, optimizes every 2 structures.
jobcmd: Command for jobs. Use bash, zsh, qsub, and so on.
jobfile: File name of the job file.

[structure] section

natot: The total number of atoms. e.g. for Na8Cl8: natot = 16.
atype: Atom type. e.g. for Na8Cl8: atype = Na Cl.
nat: The number of each atom. e.g. for Na8Cl8: nat = 8 8

Script to run

メモ

For version 1.0.0 or later, skip this page. The executable script is automatically installed.

Assumption

Here, we assume the following condition:

CrySPY main script: ~/CrySPY_root/CrySPY-0.9.0/cryspy.py

Make script

Let’s make a convenient shell script to avoid typing long commands over and over again. Here, we create the script, cryspy (any file name will do).

$ emacs cryspy
$ chmod 744 cryspy
$ cat cryspy

#!/bin/sh

python3 -u ~/CrySPY_root/CrySPY-0.9.0/cryspy.py 1>> log 2>> err

-u option (unbuffered option) can be omitted.

You can put this script in your $PATH, or just use like bash ./cryspy.

Firsrt run

2023 July 10, update

Make sure you have the following in your working directory.

calc_in/
(cryspy)
cryspy.in

$ ls
calc_in/  cryspy.in

Then, run CyrSPY!

cryspy

If you use old version (0.10.3 or earlier):

bash ./cryspy

At the first run, CrySPY goes into structure generation mode. CrySPY stops after 5 structure generation.

If it worked properly, the following output appears on the screen:

[2023-07-10 18:40:54,389][cryspy_init][INFO] 


Start CrySPY 1.2.0


[2023-07-10 18:40:54,389][cryspy_init][INFO] # ---------- Read input file, cryspy.in
[2023-07-10 18:40:54,390][read_input][INFO] Save input data in cryspy.stat
[2023-07-10 18:40:54,391][cryspy_init][INFO] # ---------- Initial structure generation
[2023-07-10 18:40:54,391][cryspy_init][INFO] Number of MPI processes: 1
[2023-07-10 18:40:54,391][gen_init_struc][INFO] # ------ mindist
[2023-07-10 18:40:54,395][struc_util][INFO] Cu - Cu: 1.32
[2023-07-10 18:40:54,395][gen_init_struc][INFO] # ------ generate structures
[2023-07-10 18:40:54,481][gen_pyxtal][INFO] Structure ID      0 was generated. Space group:   1 -->   1 P1
[2023-07-10 18:40:54,493][gen_pyxtal][INFO] Structure ID      1 was generated. Space group:  28 -->  28 Pma2
[2023-07-10 18:40:54,498][gen_pyxtal][INFO] Structure ID      2 was generated. Space group:  29 -->  29 Pca2_1
[2023-07-10 18:40:54,704][gen_pyxtal][INFO] Structure ID      3 was generated. Space group: 137 --> 137 P4_2/nmc
[2023-07-10 18:40:54,725][gen_pyxtal][INFO] Structure ID      4 was generated. Space group: 212 --> 214 I4_132
[2023-07-10 18:40:54,800][cryspy_init][INFO] Elapsed time for structure generation: 0:00:00.408367
cryspy  4.35s user 1.04s system 145% cpu 3.697 total

Several output files are also generated.

(cryspy.out): Short log. only version 0.10.3 or earlier.
cryspy.stat: Status file.
data/init_POSCARS: Initial struture file in POSCAR format. You can open this file using VESTA
data/pkl_data: Directory to save pickled data.
log_cryspy: log.
err_cryspy: error and warning.

Let’s take a look at cryspy.stat file.

...
(omit)
...
[status]
id_queueing = 0 1 2 3 4

Structure ID 0 – 4 are queueing because we just generated structures, and have not submitted yet.

ヒント

Check the initial structures, if the distance between atoms is too close, you should set the mindist in cryspy.in.

Submit job

2024年4月21日更新，日本語化

計算再開

CrySPYはcryspy.statファイルがあれば自動的に計算を再開する．

ヒント

crypy.statがあれば続きから再開．
はじめから計算をしたければcryspy.statを削除する．

ジョブの投入

cryspyをもう一度実行する．

cryspy

画面かlog_cryspyファイルに下記のように出力される．

[2023-07-10 18:52:51,859][cryspy_restart][INFO] 


Restart CrySPY 1.2.0


[2023-07-10 18:52:51,869][ctrl_job][INFO] # ---------- job status
[2023-07-10 18:52:51,904][ctrl_job][INFO] ID      0: submit job, Stage 1
[2023-07-10 18:52:51,931][ctrl_job][INFO] ID      1: submit job, Stage 1

cryspy.statでステータスが確認できる．

...
(omit)
...
[status]
id_queueing = 2 3 4
id      0 = Stage 1
id      1 = Stage 1

cryspy.inでnjob = 2に設定されているので，CrySPYは構造ID 0と1の二つのジョブをサブミットした．計算はworkディレクトリの中で行われる．各構造IDのディレクトリが作られる．

tree -d work

work
├── 000000
├── 000001
└── fin

二つのジョブが終了したら，もう一度cryspyを実行する．

cryspy

[2023-07-10 18:55:01,053][cryspy_restart][INFO] 


Restart CrySPY 1.2.0


[2023-07-10 18:55:01,058][ctrl_job][INFO] # ---------- job status
[2023-07-10 18:55:01,058][ctrl_job][INFO] ID      0: Stage 1 Done!
[2023-07-10 18:55:01,093][ctrl_job][INFO]     collect results: E = -0.00696997755502915 eV/atom
[2023-07-10 18:55:01,132][ctrl_job][INFO] ID      1: Stage 1 Done!
[2023-07-10 18:55:01,133][ctrl_job][INFO]     collect results: E = 0.4934076667166454 eV/atom
[2023-07-10 18:55:01,144][cryspy][INFO] 

recheck 1

[2023-07-10 18:55:01,145][ctrl_job][INFO] # ---------- job status
[2023-07-10 18:55:01,153][ctrl_job][INFO] ID      2: submit job, Stage 1
[2023-07-10 18:55:01,161][ctrl_job][INFO] ID      3: submit job, Stage 1

もしnstage = 2のようにnstageを2以上に設定していれば，ID 0と1のstage 2のジョブがサブミットされる．今回はnstage = 1なので，ID 0と1の計算データを収集して，次のIDのジョブをサブミットする．計算が終わった構造のディレクトリはfinディレクトリに移動される．

5構造全ての計算が終わるまでcryspyを繰り返し実行する．すべての計算が終わって，計算結果の詳細が必要なければworkディレクトリを削除しても良い．

何度も何度もcryspyを繰り返し実行する時は，自動スクリプト（repeat_cryspy）が役に立つ．

Check results

Move to data directory. There should be a few more files.

$ cd data
$ ls
cryspy_rslt  cryspy_rslt_energy_asc  init_POSCARS  opt_POSCARS  pkl_data/

cryspy_rslt: Result file.
cryspy_rslt_energy_asc: Result file sorted in energy ascending order.
init_POSCARS: Initial struture file in POSCAR format.
opt_POSCARS: Optimized structure file in POSCAR format.
pkl_data/: Directory to save pickled data.

The results are written to text files, cryspy_rslt and cryspy_rslt_energy_asc (and also saved in pickle data in pkl_data directory).

Each result appends to cryspy_rslt file in the order in which one finished earlier.

cat cryspy_rslt

   Spg_num Spg_sym  Spg_num_opt Spg_sym_opt  E_eV_atom  Magmom      Opt
0      139  I4/mmm          139      I4/mmm  -3.000850     NaN     done
1       98  I4_122           12        C2/m  -3.978441     NaN  not_yet
2       16    P222           16        P222  -3.348616     NaN  not_yet
3       36  Cmc2_1           36      Cmc2_1  -3.520306     NaN  not_yet
4       36  Cmc2_1            4        P2_1  -3.304168     NaN  not_yet

情報

Not ID order in cryspy_rslt

In cryspy_rslt_energy_asc file, the results are sorted in energy ascending order.

cat cryspy_rslt_energy_asc

   Spg_num Spg_sym  Spg_num_opt Spg_sym_opt  E_eV_atom  Magmom      Opt
1       98  I4_122           12        C2/m  -3.978441     NaN  not_yet
3       36  Cmc2_1           36      Cmc2_1  -3.520306     NaN  not_yet
2       16    P222           16        P222  -3.348616     NaN  not_yet
4       36  Cmc2_1            4        P2_1  -3.304168     NaN  not_yet
0      139  I4/mmm          139      I4/mmm  -3.000850     NaN     done

Spg_num and Spg_sym show space group information on initial structures. Spg_num_opt and Spg_sym_opt are those of optimized structures. The last column Opt indicates whether or not optimization reached required accuracy.

Append structures

Of course only 5 structures are not enough to find stable structures. You can append structures whenever you want. Here let’s append more 5 structures.

For Si-Si mindist, the default value of 1.11 Å is used in the first structure generation (see log_cryspy), which is a little too close. Let us try to set the mindist to 2.0 Å.

情報

For mindist, see also Features > Restriction on interatomic distances.

Edit cryspy.in and change the value of tot_struc into 10, and add mindist_1 = 2.0

emacs cryspy.in
cat cryspy.in

[basic]
algo = RS
calc_code = soiap
tot_struc = 10
nstage = 1
njob = 2
jobcmd = zsh
jobfile = job_cryspy

[structure]
natot = 8
atype = Si
nat = 8
mindist_1 = 2.0

[soiap]
soiap_infile = soiap.in
soiap_outfile = soiap.out
soiap_cif = initial.cif

[option]

Then run cryspy, and check log_cryspy file.

cryspy &
cat log_cryspy

...
(omit)
...

2023/03/19 00:01:47
CrySPY 1.0.0
Restart cryspy.py


Changed tot_struc from 5 to 10
Changed mindist from None to [[2.0]]

Backup data

# ---------- Append structures
# ------ mindist
Si - Si 2.0
Structure ID      5 was generated. Space group: 218 --> 221 Pm-3m
Structure ID      6 was generated. Space group:  86 --> 129 P4/nmm
Structure ID      7 was generated. Space group: 129 --> 129 P4/nmm
Structure ID      8 was generated. Space group: 191 --> 191 P6/mmm
Structure ID      9 was generated. Space group:  31 -->  31 Pmn2_1

Remember that CrySPY goes into structure generation mode whenever you change the value of tot_struc. In this mode, CrySPY does not do any other action such as collecting data, submitting jobs, and so on.

メモ

Structure generation mode whenever you change the value of tot_struc.
From version 1.0.0, CrySPY automatically backs up when adding structures. See features/backup.

Repeat cryspy & several times until all appended structures are done. The auto script may help you.

repeat_cryspy

Analysis and visualization

Download the data

It is assumed here that you analyze and visualize CrySPY data in your local PC. If you use CrySPY in super computers or workstations, download the data in your local PC. You can delete the work and backup directory if you do not need it because the file size could be very large.

jupyter notebook

Move to the data/ directory in results you just download. Then copy cryspy_analyzer_RS.ipynb from CrySPY utility.

$ ls
calc_in/ cryspy.in cryspy.stat  data/  err_cryspy  log_cryspy

$ cd data
$ ls
cryspy_rslt  cryspy_rslt_energy_asc  init_POSCARS  opt_CIFS.cif  opt_POSCARS  pkl_data/

cp /path/to/CrySPY_utility/cryspy_analyzer_RS.ipynb .

Run jupyter. (VScode, jupyter lab, jupyter notebook, and so on.) You can get the following figure by simply running the steps in order.

Load external data

You need only cryspy.in.

$ ls
cryspy.in

Then, run CyrSPY.

cryspy &

At the first run, CrySPY goes into structure generation mode as usual. CrySPY stops after 5 structure generation.

If it worked properly, log_cryspy would look like this.

2022/07/14 19:41:41
CrySPY 1.0.0
Start cryspy.py

Read input file, cryspy.in
Write input data in cryspy.out
Save input data in cryspy.stat

# --------- Generate initial structures
# ------ mindist
Si - Si 1.11
Structure ID      0 was generated. Space group:  88 --> 141 I4_1/amd
Structure ID      1 was generated. Space group: 101 --> 101 P4_2cm
Structure ID      2 was generated. Space group: 204 --> 229 Im-3m
Structure ID      3 was generated. Space group: 199 --> 199 I2_13
Structure ID      4 was generated. Space group:  12 -->  12 C2/m

Unlike normal use, a directory named ext was created. Only the stat_job file exists in ext/.

$ cat ext/stat_job
out

If you run cryspy when “out” is written in the stat_job file, queueing structure files (cif format) are exported in ext/queue.

cryspy &

$ ls ext/queue
0.cif  1.cif  2.cif  3.cif  4.cif

The number in the file name is structure ID. The fist line of stat_job was automatically changed.

$ cat ext/stat_job
submitted

Perform structure optimization and energy evaluation in an external program using the output cif files. Once that calculation is done, prepare the optimized structure and energy data in the pickle data format, ext_opt_struc_data.pkl and ext_energy_data.pkl.

The data format of ext_opt_struc_data.pkl is the same as init_struc_data.pkl and opt_struc_data.pkl, see Data format/Initial and optimized structure data.

The data format of ext_energy_data.pkl is similar to ext_opt_struc_data.pkl. Just change the value from the structure data into the energy. An example of the energy data (dict type) is shown below.

key: structure ID
value: energy

{0: -0.7139331910805997,
 1: -0.5643404689832622,
 2: -0.5832404287259171,
 3: -0.535037327286169,
 4: -0.6316663459586607}

The ext/calc_data directory should be automatically generated, so put the two pickle files here.

$ ls ext/calc_data
ext_energy_data.pkl  ext_opt_struc_data.pkl

When ready, replace the first line of the stat_job file with “done” and run CrySPY.

$ emacs /ext/stat_job
$ cat /ext/stat_job
done

cryspy &

CrySPY collects the result data.

Evolutionary Algorithm (EA)

Bayesian Optimization (BO)

LAQA

May 15th, 2023

情報

CrySPYの基本的な使い方に関してははじめにTutorial > Random Search (RS)を見ること．
ここではCrySPY 1.1.0以上を想定している．

ここで利用しているファイルはCrySPY Utility > Examples > qe_Si16_LAQAからダウンロードできる．このチュートリアルでは，50個だけ初期構造を生成しているが，本来LAQAでは，もっと多くの構造を生成しておいてそこから良い候補を選択することでシミュレーションを進める．

Input

cryspy.in

cryspy.inの例．

[basic]
algo = LAQA
calc_code = QE
tot_struc = 50
nstage = 1
njob = 10
jobcmd = qsub
jobfile = job_cryspy

[structure]
natot = 16
atype = Si
nat = 16
mindist_1 = 1.5

[QE]
qe_infile = pwscf.in
qe_outfile = pwscf.out
kppvol =  80

[LAQA]
nselect_laqa = 4

[option]

LAQAではnstageは1にする必要がある．
[LAQA]セクションのnselect_laqaだけ新しく設定する必要がある． nselect_laqaは一回の選択で選ばれる候補の数．

下記のようにwfやwsを指定すれば，LAQAのスコアにおける重みも変えられる．省略した場合，デフォルトでは0.1と10.0がそれぞれ使われる．スコアの詳細についてはSearching algorithms > LAQAを見ること．

[LAQA]
nselect_laqa = 4
wf = 0.1
ws = 10.0

calc_in/pwscf.in_1

&control
    calculation = 'vc-relax'
    pseudo_dir = '/usr/local/gbrv/all_pbe_UPF_v1.5/'
    outdir='./outdir/'
    nstep = 10
/

&system
    ibrav = 0
    nat = 16
    ntyp = 1
    ecutwfc = 40
    ecutrho = 200
    occupations = 'smearing'
    degauss = 0.01
/

&electrons
/

&ions
/

&cell
/

ATOMIC_SPECIES
  Si -1.0 si_pbe_v1.uspp.F.UPF

nstepで1回の選択で何ステップ構造最適化を進めるかをコントロールする．(VASPではNSW)

calc_in/job_cryspy

#!/bin/sh
#$ -cwd
#$ -V -S /bin/bash
####$ -V -S /bin/zsh
#$ -N Si_CrySPY_ID
#$ -pe smp 20
####$ -q ibis1.q
####$ -q ibis2.q

mpirun -np $NSLOTS pw.x -nk 4 < pwscf.in > pwscf.out

if [ -e "CRASH" ]; then
    sed -i -e '3 s/^.*$/skip/' stat_job
    exit 1
fi

sed -i -e '3 s/^.*$/done/' stat_job

ジョブスクリプトはいつも使っているものと同じ

Run

ヒント

自動化スクリプトも用意してある．このページの最下部参照．

cryspyと打って1回目の実行．

cryspy &

この入力ファイルではまず50構造生成されるのでlog_cryspyを見て確認する．

2023/05/13 13:02:07
CrySPY 1.1.0
Start cryspy.py
Number of MPI processes: 1

Read input file, cryspy.in
Save input data in cryspy.stat

# --------- Generate initial structures
# ------ mindist
Si - Si 1.5
Structure ID      0 was generated. Space group: 165 --> 165 P-3c1
Structure ID      1 was generated. Space group:  66 -->  66 Cccm
Structure ID      2 was generated. Space group: 146 --> 146 R3
Structure ID      3 was generated. Space group:  82 -->  82 I-4
Structure ID      4 was generated. Space group: 162 --> 162 P-31m
...
...
...
Structure ID     47 was generated. Space group:  90 -->  90 P42_12
Structure ID     48 was generated. Space group: 214 --> 214 I4_132
Structure ID     49 was generated. Space group:  23 -->  23 I222

Elapsed time for structure generation: 0:00:10.929030


# ---------- Initialize LAQA
# ---------- Selection 0
selected_id: 50 IDs

LAQAでは，はじめに全ての初期構造の最適化ジョブを実行する．完全に最適化を終わらせるわけではなく，ここではnstep = 10にしているので，10ステップだけ実行される． cryspyコマンドを繰り返して，初期構造全てについて10ステップの最適化を完了させる．必要であれば，njobの値を上げておけば一度に多くのジョブがサブミットされる．

初めの最適化が全て終わると， log_cryspyの最後にLAQA is readyと表示される．

2023/05/13 13:23:31
CrySPY 1.1.0
Restart cryspy.py
Number of MPI processes: 1



# ---------- job status
ID     41: Stage 1 Done!

LAQA is ready

この状態でcryspy を実行すると，最初の選択が始まる．

2023/05/13 13:23:33
CrySPY 1.1.0
Restart cryspy.py
Number of MPI processes: 1



# ---------- job status

Backup data

# ---------- Selection 1
selected_id: 37 8 10 48

nselect_laqaで設定された構造の数だけ選択される． cryspyをもう一度実行するとそれらのジョブ（次の10ステップ）がサブミットされる．

cryspy &

2023/05/13 13:23:36
CrySPY 1.1.0
Restart cryspy.py
Number of MPI processes: 1



# ---------- job status
ID     37: submit job, Stage 1
ID      8: submit job, Stage 1
ID     10: submit job, Stage 1
ID     48: submit job, Stage 1

あとはこれを何度も繰り返し行うことでスコアに応じて選択された構造の最適化が10ステップずつ進行する．ある程度の構造の最適化が完全に完了するまで進めて，止めたいタイミングでストップする．

Status

シミュレーションの途中でスコアの確認がしたければ次のファイルを見ると良い：

./data/LAQA_status

他にもLAQAに関数ファイルがいくつか出力される：

./data_LAQA_bias
./data_LAQA_energy
./data_LAQA_score
./data_LAQA_selected_id
./data_LAQA_step

Analysis and visualization

ここではCrySPYのデータをローカルPCで解析する．スパコンやワークステーションで計算を行ったら，ローカルPCにデータをダウンロードしておく．今後必要なければ，ファイルサイズが大きいworkとbackupディレクトリは削除しておいて良い． pklデータはgzipしておくとファイルサイズを減らすことができる．

jupyter notebook

ダウンロードした結果のdata/ディレクトリに移動して，cryspy_analyzer_LAQA.ipynbをCrySPY utilityからコピーする．

このjupyter notebookを順番に実行していけば下記のようなグラフとgif画像が作成できる．この例では，アニメーションのために全ての構造の最適化を完全に完了させた．（全て最適化を完了させるとランダムサーチと計算量が変わらないのでLAQAの優位性はない）

このグラフはエネルギーを最適化ステップの関数として示している．赤い線は最終的にエネルギーが低かった3つの構造を表しており，中でも一番安定だった構造はダイアモンド構造に到達している．安定になる構造はかなり早い段階で選択されて構造最適化が完了していることがわかる．

情報

algo = LAQAでは[option]セクションの下記の二つは自動的にTrueになる．

force_step_flag = True
stress_step_flag = True

原子に働く力とストレスのデータは1ステップごとに収集される．エネルギーと構造データは1ステップごとではなく，選択ごとに収集される．つまり，この場合は10ステップおきにエネルギーと構造データは保存される．もし1ステップごとのデータが欲しいのであれば，手動で下記の設定を追加すること．

[option]
energy_step_flag = True
struc_step_flag = True

Auto script

何度も繰り返しcryspyを実行するのは面倒に感じたかもしれない．下記のようなスクリプトを使えば自動化できる．

repeat_cryspy

Molecular crystal structure prediction

情報

First, see Tutorial > Random Search (RS) for basic usage of CrySPY.

In this section, we give a tutorial on the molecular structure generation part only. Since version 0.9.0, CrySPY has been able to generate random molecular crystal structures using PyXtal.

You need to use a pre-defined molecular by PyXtal’s database (see, https://pyxtal.readthedocs.io/en/latest/Usage.html?highlight=benzene#pyxtal-molecule-pyxtal-molecule)) or create molecule files that define molecular structures.

Pre-defined molecule

PyXtal currently supports C60, H2O, CH4, NH3, benzene, naphthalene, anthracene, tetracene, pentacene, coumarin, resorcinol, benzamide, aspirin, ddt, lindane, glycine, glucose, and ROY.

Let us generate molecular crystal structures that consist of 2 benzenes.

Move to your working directory, and copy input example files by one of the following methods.

Download from CrySPY Utility > Examples > qe_benzene_2_RS_mol
Copy from CrySPY utility that you installed
(only version 0.10.3 or earlier) cp -r ~/CrySPY_root/CrySPY-0.9.0/example/QE_benzene_2_RS_mol .

Take a look at cryspy.in.

$ cat cryspy.in
[basic]
algo = RS
calc_code = QE
tot_struc = 6
nstage = 2
njob = 2
jobcmd = qsub
jobfile = job_cryspy

[structure]
struc_mode = mol
natot = 24
atype = H C
nat = 12 12
mol_file = benzene
nmol = 2

[QE]
qe_infile = pwscf.in
qe_outfile = pwscf.out
kppvol = 40  60

[option]

In generating molecular crystal structures, you have to set struc_mode = mol in the [structure] section. Molecule file(s) and the number of molecule(s) are specified as:

mol_file = benzene
nmol = 2

Run CrySPY and see the initial structures (./data/init_POSCARS).

User-defined molecule

Move to your working directory, and copy input example files for 2 formula units of Li3PS4.

version 1.0.0 or later
- Copy from CrySPY utility
version 0.10.3 or earlier
- cp -r ~/CrySPY_root/CrySPY-0.9.0/example/QE_Li3PS4_2fu_RS_mol .

$ cd QE_Li3PS4_2fu_RS_mol
$ ls
Li.xyz  PS4.xyz  calc_in/  cryspy.in

Molecule files of Li and PS4 are included. Supported formats in PyXtal are .xyz, .gjf, .g03, .g09, .com, .inp, .out, and pymatgen’s JSON serialized molecules.

$ cat Li.xyz
1
New structure
 Li  0.000  0.000  0.000

$ cat PS4.xyz
5
New structure
 P    0.000000    0.000000    0.000000
 S    1.200000    1.200000   -1.200000
 S    1.200000   -1.200000    1.200000
 S   -1.200000    1.200000    1.200000
 S   -1.200000   -1.200000   -1.200000

Check cryspy.in.

$ cat cryspy.in
[basic]
algo = RS
calc_code = QE
tot_struc = 4
nstage = 2
njob = 1
jobcmd = qsub
jobfile = job_cryspy

[structure]
struc_mode = mol
natot = 16
atype = Li P S
nat = 6 2 8
mol_file = ./Li.xyz  ./PS4.xyz
nmol = 6 2

[QE]
qe_infile = pwscf.in
qe_outfile = pwscf.out
kppvol = 40  60

[option]

A single atom (Li atom in this case) is treated as a molecule in the molecular crystal structure generation mode. In this example, a random molecular structure is composed of six Li molecules (atoms) and two PS4 molecules specified as:

mol_file = ./Li.xyz ./PS4.xyz
nmol = 6 2

In mol_file, set relative path of molecule files from cryspy.in. Here the molecule files are placed in the same directory.

Run CrySPY and see the initial structures (./data/init_POSCARS).

timeout_mol

Molecular crystal structure generation can be time consuming because PyXtal calculates the molecule directions according to a specified space group. Sometimes molecular crystal structure generation gets stuck. So we set a time limit on the single structure generation. The time limit (timeout_mol) is set to 120 seconds by default. If the limit is insufficient, you have to increase it as (see last line):

struc_mode = mol
natot = 16
atype = Li P S
nat = 6 2 8
mol_file = ./Li.xyz  ./PS4.xyz
nmol = 6 2
timeout_mol = 300.0

Volume of unit cell

You can control the volume of unit cells by changing the value(s) of scaling factor, vol_factor, in cryspy.in. By default, vol_factor is set to 1.0. It is also possible to specify a range of factors. Set minimum and maximum values as follows:

struc_mode = mol
natot = 16
atype = Li P S
nat = 6 2 8
mol_file = ./Li.xyz  ./PS4.xyz
nmol = 6 2
timeout_mol = 300.0
vol_factor = 0.8 1.5

Random structure generation with MPI

2023/10/21 update

情報

CrySPYの基本的な使い方に関してはチュートリアル > Random Search (RS)を見ること．

情報

動作環境:

CrySPY ~~1.1.0~~ 1.2.3 or later
mpi4py
MPI library (Open MPI, Intel MPI, MPICH, etc.)

警告

1.1.0 <= CrySPY <=1.2.2ではバグがあった． MPIを使ったジョブをbashやzshで実行するとき（e.g., jobcmd = zsh, jobfile = job_cryspy），MPIのジョブが流れない． qsubやsbatchでジョブスケジューラーを使う場合は問題ない。このバグはバージョン1.2.3で修正．

mpi4py

mpi4pyのインストールがまだであればインストールする．

pip install mpi4py

入力ファイル

cryspy.inはいつもと同じで変更する必要はない．ここでは下記の設定でMPIを使った構造生成を行う．

[basic]
algo = RS
calc_code = soiap
tot_struc = 100
nstage = 1
njob = 2
jobcmd = zsh
jobfile = job_cryspy

[structure]
natot = 8
atype = Si
nat = 8

[soiap]
soiap_infile = soiap.in
soiap_outfile = soiap.out
soiap_cif = initial.cif

[option]

tot_struc，natot，atype，nat以外の変数は構造生成に関係がないのでここでは無視して良い．

実行

4並列で実行する場合，mpiexec -nを使う．-pオプションも必要．

mpiexec -n 4 cryspy -p

In 1.1.0 <= CrySPY <= 1.2.2では下記のコマンド (-pオプションは使用しない)

mpiexec -n 4 cryspy

ジョブスケジューラーなどにサブミットするときは自分でジョブファイルを作る．下記は一例．

#!/bin/sh
#$ -cwd
#$ -V -S /bin/bash
#$ -N n_nproc
#$ -pe smp 4

mpirun -np $NSLOTS ~/.local/bin/cryspy

実行スクリプトcryspyのpathなどは適宜編集すること．

結果

CrySPYはシンプルに構造生成タスクをプロセス数で分割している．

Rank 0: IDs 0 – 24
Rank 1: IDs 25 – 49
Rank 2: IDs 50 – 74
Rank 3: IDs 75 – 99

構造が生成された順番でログが出力される．

2023/04/24 22:47:51
CrySPY 1.1.0
Start cryspy.py
Number of MPI processes: 4

Read input file, cryspy.in
Save input data in cryspy.stat

# --------- Generate initial structures
# ------ mindist
Si - Si 1.11
Structure ID     25 was generated. Space group: 138 --> 123 P4/mmm
Structure ID     75 was generated. Space group:  99 -->  99 P4mm
Structure ID      0 was generated. Space group: 127 --> 123 P4/mmm
Structure ID      1 was generated. Space group:  61 -->  61 Pbca
Structure ID     50 was generated. Space group:  38 -->  38 Amm2
Structure ID     51 was generated. Space group: 134 --> 123 P4/mmm
Structure ID     26 was generated. Space group: 111 --> 123 P4/mmm
Structure ID      2 was generated. Space group:   9 -->   9 Cc
Structure ID      3 was generated. Space group:  80 -->  80 I4_1
Structure ID      4 was generated. Space group: 107 --> 107 I4mm
Structure ID      5 was generated. Space group:  75 -->  75 P4
Structure ID     76 was generated. Space group: 108 --> 108 I4cm
Structure ID     77 was generated. Space group: 100 --> 100 P4bm
Structure ID     27 was generated. Space group: 207 --> 221 Pm-3m

しかし，init_POSCARSでは，構造生成が全て終わった後に出力しているのでID順になっている．

ID_0
1.0
   2.9636956737951818    0.0000000000000002    0.0000000000000002
   0.0000000000000000    2.9636956737951818    0.0000000000000002
   0.0000000000000000    0.0000000000000000    6.2634106638053080
Si
8
direct
  -0.1602734164607877   -0.1602734164607877   -0.0000000000000000 Si
   0.1602734164607877    0.1602734164607877    0.5000000000000000 Si
   0.6602734164607877    0.3397265835392123    0.7500000000000000 Si
   0.3397265835392122    0.6602734164607877    0.2500000000000000 Si
   0.4469739273741755    0.4469739273741755   -0.0000000000000000 Si
   0.5530260726258245    0.5530260726258244    0.5000000000000000 Si
   0.0530260726258245    0.9469739273741754    0.7500000000000000 Si
   0.9469739273741754    0.0530260726258245    0.2500000000000000 Si
ID_1
1.0
   7.2751506682509657    0.0000000000000004    0.0000000000000004
   0.0000000000000000    7.2751506682509657    0.0000000000000004
   0.0000000000000000    0.0000000000000000    5.1777634169924873
Si
8
direct
  -0.3845341807505553   -0.3845341807505553    0.4999999999999999 Si
   0.3845341807505553    0.3845341807505553    0.5000000000000000 Si
   0.3845341807505553   -0.3845341807505553    0.0000000000000000 Si
  -0.3845341807505553    0.3845341807505553   -0.0000000000000000 Si
   0.0000000000000000    0.5000000000000000    0.2500000000000000 Si
   0.5000000000000000    0.0000000000000000    0.7500000000000000 Si
   0.0000000000000000    0.5000000000000000    0.7500000000000000 Si
   0.5000000000000000    0.0000000000000000    0.2500000000000000 Si
ID_2
1.0
  -4.3660398676292269   -4.3660398676292269    0.0000000000000000
  -4.3660398676292269   -0.0000000000000003   -4.3660398676292269
   0.0000000000000000   -4.3660398676292269   -4.3660398676292269
Si
8
direct
   0.8700001548800920    0.8700001548800920    0.1299998451199080 Si
   0.1299998451199080    0.1299998451199080    0.8700001548800920 Si
   0.8700001548800920    0.1299998451199080    0.8700001548800920 Si
   0.1299998451199080    0.8700001548800920    0.1299998451199080 Si
   0.1299998451199080    0.8700001548800920    0.8700001548800920 Si
   0.8700001548800920    0.1299998451199080    0.1299998451199080 Si
   0.7500000000000000    0.7500000000000000    0.7500000000000000 Si
   0.2500000000000000    0.2500000000000000    0.2500000000000000 Si

メモ

ランダム構造生成以外の部分はMPIを使っても並列化されていないので意味はない．

情報

チュートリアル

目次

チュートリアルのサブセクション

ランダムサーチ (RS)

入力ファイルの準備

CrySPY実行

Loading external data

ランダムサーチ (RS)のサブセクション

ASE in your local PC

Assumption

Input files

cryspy.in

calc_in directory

Job file

Input for ASE

CrySPY実行

soiap in your local PC

Assumption

Input files

cryspy.in

calc_in directory

Job file

Input for soiap

CrySPY実行

VASP

Assumption

Input files

cryspy.in

calc_in directory

Job file

Input for VASP

CrySPY実行

QE

Assumption

Input files

cryspy.in

calc_in directory

Job file

Input for QE

CrySPY実行

OpenMX

LAMMPS

External program

Assumption

Input files

cryspy.in

Running CrySPY

Check cryspy.in

[basic] section

[structure] section

Script to run

Assumption

Make script

Firsrt run

Submit job

計算再開

ジョブの投入

Check results

Append structures

Analysis and visualization

Download the data

jupyter notebook

Load external data

Evolutionary Algorithm (EA)

Bayesian Optimization (BO)

LAQA

Input

cryspy.in

calc_in/pwscf.in_1

calc_in/job_cryspy

Run

Status

Analysis and visualization

jupyter notebook

Auto script

Molecular crystal structure prediction

Pre-defined molecule

User-defined molecule

timeout_mol

Volume of unit cell