abacus-mcp-server
Enables AI-driven first-principles calculations for quantum chemistry and materials science using ABACUS, with tools for SCF, structure optimization, molecular dynamics, band structure, and intelligent parameter suggestions.
README
ABACUS MCP Server
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基于Model Context Protocol (MCP)的ABACUS第一性原理计算服务器。主要用于量子化学和材料科学计算。
主要功能
计算功能
- SCF计算 - 自洽场电子结构计算
- 结构优化 - 几何优化和晶胞优化
- 分子动力学 - MD模拟和轨迹分析
- 能带结构 - 电子能带结构计算
- 态密度 - 电子态密度计算
- 电荷密度 - 电荷密度分析
智能助手
- 参数建议 - 根据计算类型推荐合适参数
- 输入验证 - 检查参数设置是否合理
- 故障诊断 - 帮助解决计算中的问题
- 成本估算 - 评估计算资源需求
结果分析
- 智能解释 - 自动分析计算结果
- 优化建议 - 根据结果提供改进建议
- 性能监控 - 跟踪计算性能
PyABACUS集成
- Python接口 - 支持PyABACUS Python接口
- 模块化分析 - 集成ModuleBase、ModuleNAO、hsolver等模块
- 工作流指导 - PyABACUS使用示例和最佳实践
安装
系统要求
- Python 3.8+
- ABACUS软件包
- 足够的计算资源
Python依赖
pip install fastmcp ase numpy psutil
ABACUS安装
参考ABACUS官方文档安装。
快速开始
1. 下载代码
git clone <repository-url>
cd abacus-mcp-server
2. 安装依赖
pip install -r requirements.txt
3. 配置ABACUS
确保ABACUS在系统PATH中:
abacus --version
4. 准备赝势文件
mkdir pseudos
# 把赝势文件放到pseudos目录
5. 启动服务器
python src/server.py
MCP客户端配置
Claude Desktop配置
在Claude Desktop设置中添加:
{
"mcpServers": {
"abacus-mcp-server": {
"command": "python",
"args": ["/path/to/abacus-mcp-server/src/server.py"],
"env": {"PYTHONPATH": "/path/to/abacus-mcp-server"}
}
}
}
Roo Code配置
- 打开Roo Code设置
- 找到MCP服务器部分
- 添加上面的配置
使用示例
基础SCF计算
我想对硅晶体进行SCF计算,请帮我设置参数。
结构优化
我有个钙钛矿结构需要优化几何并计算带隙。
能带结构
计算石墨烯沿Γ-M-K-Γ路径的能带结构。
故障排除
我的ABACUS计算不收敛,SCF一直振荡,帮我看看。
使用指南
基本工作流
- 准备赝势文件到
pseudos/目录 - 在MCP客户端中描述你的计算需求
- 服务器会自动设置参数并运行计算
- 查看结果和建议
常用计算类型
硅能带结构计算
计算硅晶体的能带结构,晶格常数5.43 Å,沿Γ-X-L-Γ路径。
钙钛矿结构优化
优化BaTiO3几何结构并计算电子性质。
收敛问题诊断
我的MoS2计算不收敛,SCF在-150.5和-150.8 Ry间振荡,用的ecutwfc=80 Ry。
PyABACUS工作流
用PyABACUS分析原子轨道重叠,需要LCAO计算和重叠矩阵。
基本工作流
- 创建结构
# 使用create_structure工具创建原子结构
structure = create_structure(
formula_or_data="Si2",
input_format="formula",
crystalstructure="diamond",
a=5.43
)
- 验证输入
# 验证计算参数
validation = validate_input(
input_params={
"ecutwfc": 100,
"scf_thr": 1e-6,
"basis_type": "pw"
},
structure_dict=structure["data"]
)
- 运行计算
# 执行SCF计算
scf_result = run_scf(
structure_dict=structure["data"],
input_params={
"ecutwfc": 100,
"scf_thr": 1e-6
},
kpoints_definition={
"mode": "Monkhorst-Pack",
"size": [4, 4, 4]
},
pseudo_potential_map={"Si": "Si.UPF"}
)
- 分析结果
# 查看计算结果和建议
print(scf_result["data"]["interpretation"])
print(scf_result["data"]["recommendations"])
MCP资源
abacus://system/status- 系统状态abacus://docs/input_parameters- 参数文档abacus://examples/scf- SCF示例abacus://calculations/{task_id}/results- 计算结果abacus://calculations/{task_id}/logs- 计算日志
配置
环境变量
export ABACUS_COMMAND="/path/to/abacus"
export PSEUDO_DIR="/path/to/pseudos"
export ABACUS_WORK_DIR="/path/to/calculations"
配置文件
创建config.json:
{
"abacus_command": "abacus",
"pseudo_base_path": "./pseudos",
"work_directory": "./calculations"
}
故障排除
常见问题
ABACUS未找到
which abacus
abacus --version
赝势文件缺失
ls -la pseudos/
内存不足
- 减少ecutwfc值
- 使用更稀疏的k点网格
调试模式
export LOG_LEVEL="DEBUG"
python src/server.py
PyABACUS集成
安装
git clone https://github.com/deepmodeling/abacus-develop.git
cd abacus-develop/python
pip install .
使用
import pyabacus as m
s = m.ModuleBase.Sphbes()
result = s.sphbesj(1, 0.0)
主要工具
结构管理
create_structure- 创建原子结构validate_structure- 验证结构convert_structure- 格式转换
计算执行
run_scf- SCF计算run_optimization- 结构优化run_md- 分子动力学
性质分析
calculate_band_structure- 能带结构calculate_dos- 态密度calculate_charge_density- 电荷密度
智能助手
suggest_parameters- 参数建议diagnose_failure- 故障诊断validate_input- 输入验证
任务管理
get_calculation_status- 计算状态list_recent_calculations- 最近计算get_calculation_results- 计算结果
许可证
MIT许可证,详见LICENSE文件。
支持
- GitHub Issues - 问题报告
- ABACUS官网 - 官方文档
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