How to make Supercell for Quantum ESPRESSO

To get the supercell for quantum espresso, a software called Phonopy is used. Phonopy is running under quantum espresso. To run Phonopy, the Pwscf input file is required.

Input

The structure is defined by 'ibrav', 'nat', 'ntyp', 'ATOMIC_SPECIES', 'ATOMIC_POSITIONS', 'CELL_PARAMETERS'. It is noticeable that 'ibrav' must be 0 in the input files to use Phonopy, which means the 'CELL_PARAMETERS' must be defined for the structure. Also, the unit for 'ATOMIC_POSITIONS', 'CELL_PARAMETERS' do not need parentheses.

 &control
    calculation='scf',
    outdir='temp',
    pseudo_dir = '.',
/
 &system    
    ibrav= 0,
    celldm(1) =7.66,
    nat= 1,
    ntyp= 1,
    ecutwfc =60.0, 
/
ATOMIC_SPECIES
 Bi  208.9804 Bi.pbe-dn-kjpaw_psl.1.0.0.UPF
ATOMIC_POSITIONS crystal
 Bi 0.00000000 0.00000000 0.00000000
CELL_PARAMETERS angstrom
-2.025  2.025   2.025
2.025   -2.025  2.025
2.025   2.025   -2.025
K_POINTS automatic
 19 19 19 0 0 0 

Run Phonopy

To run Phonopy, just simply type :

% phonopy --qe -d --dim="2 2 2" -c Bi.in

In this example, the 2*2*2 supercell is created.

Output

The output will show the number of atoms and the 'CELL_PARAMETERS' and atom positions for supercell. Here is the output looks like:

!    ibrav = 0, nat = 27, ntyp = 1
CELL_PARAMETERS bohr
  -11.4800862825768686   11.4800862825768686   11.4800862825768686
   11.4800862825768686  -11.4800862825768686   11.4800862825768686
   11.4800862825768686   11.4800862825768686  -11.4800862825768686
ATOMIC_SPECIES
 Bi  208.98040   Bi.pbe-dn-kjpaw_psl.1.0.0.UPF
ATOMIC_POSITIONS crystal
 Bi   0.0000000000000000  0.0000000000000000  0.0000000000000000
 Bi   0.3333333333333333  0.0000000000000000  0.0000000000000000
 Bi   0.6666666666666666  0.0000000000000000  0.0000000000000000
 Bi   0.0000000000000000  0.3333333333333333  0.0000000000000000
 Bi   0.3333333333333333  0.3333333333333333  0.0000000000000000
 Bi   0.6666666666666666  0.3333333333333333  0.0000000000000000
 Bi   0.0000000000000000  0.6666666666666666  0.0000000000000000
 Bi   0.3333333333333333  0.6666666666666666  0.0000000000000000
 Bi   0.6666666666666666  0.6666666666666666  0.0000000000000000
 Bi   0.0000000000000000  0.0000000000000000  0.3333333333333333
 Bi   0.3333333333333333  0.0000000000000000  0.3333333333333333
 Bi   0.6666666666666666  0.0000000000000000  0.3333333333333333
 Bi   0.0000000000000000  0.3333333333333333  0.3333333333333333
 Bi   0.3333333333333333  0.3333333333333333  0.3333333333333333
 Bi   0.6666666666666666  0.3333333333333333  0.3333333333333333
 Bi   0.0000000000000000  0.6666666666666666  0.3333333333333333
 Bi   0.3333333333333333  0.6666666666666666  0.3333333333333333
 Bi   0.6666666666666666  0.6666666666666666  0.3333333333333333
 Bi   0.0000000000000000  0.0000000000000000  0.6666666666666666
 Bi   0.3333333333333333  0.0000000000000000  0.6666666666666666
 Bi   0.6666666666666666  0.0000000000000000  0.6666666666666666
 Bi   0.0000000000000000  0.3333333333333333  0.6666666666666666
 Bi   0.3333333333333333  0.3333333333333333  0.6666666666666666
 Bi   0.6666666666666666  0.3333333333333333  0.6666666666666666
 Bi   0.0000000000000000  0.6666666666666666  0.6666666666666666
 Bi   0.3333333333333333  0.6666666666666666  0.6666666666666666
 Bi   0.6666666666666666  0.6666666666666666  0.6666666666666666