11. モンテカルロ（MC）シミュレーションによる熱力学平均の計算¶
11.1. Theoretical backgrounds¶
MetropolisアルゴリズムによるMCシミュレーション
11.2. cmc¶
canonical MC 計算を行う．
2元系のみ対応．
OPENMPによるマルチスレッド計算に対応．
Input files
Output files
cmc.out
POSCAR_finish (最終の原子位置)
11.3. gcmc¶
semi-grand canonical MC 計算を行う．
入力パラメータは，MU-tag以外 cmc と同じ．
2元系のみ対応．
OPENMPによるマルチスレッド計算に対応．
Input files
Output files
gcmc.out
POSCAR_finish (最終の原子位置)
11.4. MC.in¶
初期構造をランダムに指定し，1000Kにおいてcmcにより熱力学平均を計算する例．:
ISUB = 1
ITEMP = 0
TEMP = 1000
NSTEPANN = 2000
NSTEPEQV = 2000
NUCELL = 10 10 10
SPIN = 1 -1
IPOS = 0
COMP = 3 1
初期構造をPOSCARで指定し，温度を10000Kから1000Kまで下げ，1000Kにおいてgcmcにより熱力学平均を計算する例．:
ISUB = 1
ITEMP = 1
TEMPINIT = 10000
TEMPFINAL = 1000
TEMPMUL = 0.95
NSTEPANN = 2000
NSTEPEQV = 2000
NUCELL = 10 10 10
SPIN = 1 -1
IPOS = 1
NUCELLPOSCAR = 2 1 1
NAMEPOT = Mg Zn
MU = 0.200
11.4.1. ISUB tag¶
結晶格子において，原子を配置させる格子点と固定させる格子点を指定する． UPOSCARの格子点数（6行目）のISUB番目に指定された格子点に，原子を配置させる．
Default : 1
Example : ISUB = 1 3
11.4.2. ITEMP tag¶
温度設定の方法．
温度をTEMPに直接入力．
温度を指数関数的に変化させる．
温度をlog的に変化させる．
Default : 0
Example : ITEMP = 1
11.4.3. TEMP tag¶
annealする温度と，熱力学平均を計算する温度．最後に指定した温度において熱力学平均を計算する．
Default : none
Example : TEMP = 1000 900 800
11.4.4. TEMPINIT tag, TEMPFINAL tag¶
simulated annealingの初期温度と最終温度．(ITEMP = 1 or 2)
Default : none
Example : TEMPINIT = 5000
Example : TEMPFINAL = 1000
11.4.5. TEMPMUL tag¶
simulated annealingにおける温度設定の指数関数の底．0から1の値を指定する．(ITEMP = 1)
Default : none
Example : TEMPMUL = 0.95
11.4.6. NSTEPANN tag¶
annealする1原子あたりのステップ数．
Default : none
Example : NSTEPANN = 2000
11.4.7. NSTEPEQV tag¶
熱力学平均を計算する1原子あたりのステップ数．
Default : none
Example : NSTEPEQV = 2000
11.4.8. NUCELL tag¶
モンテカルロシミュレーションを行うセルに含まれるユニットセルの数．それぞれの軸に等倍にしか拡大できない．
Default : none
Example : NUCELL = 10 10 10
11.4.9. IPOS tag¶
初期構造の指定方法．
ランダム構造．COMPにより組成比を決定する．
POSCAR,POTCARにより初期構造を指定．NAMEPOT, SPINにより原子種とスピンを対応させる．
Default : 0
Example : IPOS = 1
11.4.10. SPIN tag¶
原子のスピンの値．2元系の場合，2つ指定する． correlation で用いたスピン-原子種の対応を用いる．
Default : none
Example : SPIN = 1 -1
11.4.11. COMP tag¶
IPOS=0のときの初期構造の組成比．SPINで指定した順に，COMPを整数比で指定する．
Default : none
Example : COMP = 2 1
Example : SPIN = 1 -1
Exampleの場合，SPIN=1とSPIN=-1の組成比が2:1となるようなランダムな構造を初期構造とする．
11.4.12. NAMEPOT tag¶
IPOS=1のとき，原子種をSPINに対応させるためのパラメータ． NAMEPOTで指定された原子に対して，スピンを対応させる． クラスター展開で固定する原子は，スピンの値を指定しない．
Default : none
Example : NAMEPOT = Mg Zn O
Example : SPIN = 1 -1
Exampleの場合，Mgがspin=1，Znがspin=-1となる．
11.4.13. NUCELLPOSCAR tag¶
IPOS=1のとき，初期構造POSCARに含まれる結晶格子のユニットセルの数．
Default : none
Example : NUCELLPOSCAR = 2 1 1
11.4.14. MU tag¶
gcmcのときの，化学ポテンシャルの差．
Default : none
Example : MU = 0.2
MU = mu(spin1) - mu(spin2)に対応する．