Quantum ESPRESSO内聚能的计算
内聚能的定义是晶体的能量减去够成晶体的成分的能量，然后除以成分的“总个数”。因此对于分子晶体，是指分子晶体的能量减去各种分子的能量，然后除以各种分子的总个数，对于类似二氧化硅这样的晶体，Si和O就成为两个成分，和分子晶体的定义就完全类似了。公式上体现为：
$E_{coh}$ = $(E_{AmBn}$ - $mE_A$ - $nE_B)$/(m + n)
- $E_{coh}$：内聚能
- $E_{AmBn}$：包含m个A原子或分子、n个B原子或分子的晶体，经过结构优化的能量（当然如果是A、B单个原子，就不需要结构优化了，计算单点即可）
- $E_A$：A的能量
- $E_B$：B的能量，如上
计算思路：用同样的参数（晶格常数可能很多时候不能一致），计算晶体、A、B（计算A、B时，晶格常数一般需要足够大，例如15Å × 15Å × 15Å ，避免Cell之间的相互作用），分别得到能量，然后带入上式。
本文基于Quantum ESPRESSO模块，BAND模块的计算参考：BAND内聚能的计算
本文使用软件版本：AMS2024.102。
模型与参数设置
模型
与BAND的例子不同，这里我们选用SiO2来计算。建模参考：晶体建模。
流程上，我们需要优化SiO2元胞，得到晶格常数。而计算单个Si、O原子的时候，我们需要足够大的Cell尺寸，来避免、或至少让Si原子与隔壁Cell的Si原子相互作用降低到可以忽略不计。另外，单个的Si、O原子，谈不上结构优化，因此计算单点即可。
参数设置
SiO2晶体的计算设置：
用户可以根据需要使用其他赝势，也可以使用更高的能量截断例如推荐的75.0 Ry，ecutrho是自动设置为能量阶段的0.8倍的。k点也可以设置的更高。
勾选晶格常数优化：
晶体结构优化收敛标准中，梯度阈值默认为 0.001 Hartree/Å，如需修改，也在上图页面修改。
Si、O原子的设置简单很多：
作业类型为单点计算，因为晶格常数为15Å × 15Å × 15Å，因此只需要1×1×1个k点
晶格常数：
类似创建O原子的作业。
晶体、原子，如果自旋不为0，则在Model → Magnetization中设定Collinear或Non-Collinear（自旋朝同一个轴向，或允许自旋朝不同方向分布，并为每种元素设置Spin polarization的初始值即可，Spin polarization是指未配对电子个数，即α电子数减去β电子数，允许设置为负值）
三个作业保存并提交运算。
结果
三个作业计算完毕后，AMSJobs窗口选中这三个作业，SCM → logfile尾部可以看到收敛情况：
<Jun17-2024> <10:26:56> current energy -142.60505073 Hartree <Jun17-2024> <10:26:56> energy change -0.00006716 0.00009000 T <Jun17-2024> <10:26:56> max stress energy / atom 0.00023909 0.00050000 T <Jun17-2024> <10:26:56> constrained gradient max 0.00040851 0.00100000 T <Jun17-2024> <10:26:56> constrained gradient rms 0.00018510 0.00066667 T <Jun17-2024> <10:26:56> gradient max 0.00040851 <Jun17-2024> <10:26:56> gradient rms 0.00018510 <Jun17-2024> <10:26:56> cart. step max 0.00223487 0.01000000 T <Jun17-2024> <10:26:56> cart. step rms 0.00098188 0.00666667 T
可以看到6个收敛指标都达到（6个T，T=True），能量为 -142.60505073 Hartree。这是SiO2的结果。
Si的单点计算能量（SCM → Output → 菜单栏AMS → Energy，在窗口底部）：
Energy (hartree) -5.48459087
O的单点计算能量（SCM → Output → 菜单栏AMS → Energy）：
Energy (hartree) -20.53544549
因此内聚能:
$E_{coh}$ = $(E_{AmBn}$ - $mE_A$ - $nE_B)$/(m + n) = (-142.60505073 + 3 * 5.48459087 + 6 * 20.53544549)/9 = -0.3265 hartree