ATAT 专题

ATAT磁性权重、外场与版本注意事项

说明外场破坏整体翻转对称、当前icamag-nm的独立构型限制,以及怎样检查全部微观态和统一能量参照。

更新于 2026-11-09约 3 分钟阅读按任务与环境选择适用配置
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磁性构型去重必须同时保持能量和所求观测量。零场可合并的两种整体方向,在有场时可能具有不同能量。本篇给出实际枚举与全部微观态对照,让用户判断哪些权重可以直接使用。

下载完整结构、原生枚举、统计数据和绘图包,先按前篇运行步骤提交一次。本篇继续读取相同的2/4/8位点模型,不再另跑相同作业。

1. 什么时候不能合并全局翻转#

前篇零场模型 E=−J sum(si*snext)在整体翻转时不变。加入 −h sum(si)后,两种方向一般能量不同;不能仍给合并后的两个态同一个代表能量。

本例实际原生磁性代表经过配套 analyze.py 按几何平移/反射以及翻转展开。这里的展开结果明确来自配套脚本,不冒充 icamag -nm 的原生输出。每个几何轨道的权重与全部微观态逐项一致:2/4/8位点分别为3/6/30个几何代表,权重总和为4/16/256。

2. 当前3.52构建的-nm不要直接用于这条统计路线#

本例对当前安装的 icamag -nm -sig=12 做了额外真实对照。2、4、8位点分别输出2、7、107段,四位点三标签输出36段;独立几何枚举应为3、6、30、21个轨道。即便多重度总和恰为4、16、256、81,也不能证明每个独立构型和权重正确。 原始输出及逐轨道差异保留在资料包中。

cat reference-results/VALIDATION.json
head -n 16 inputs/spin2/noflip.out

针对本包的两标签周期模型,使用默认磁性模式的实际代表,再由配套脚本展开几何轨道并独立核对。不要把当前-nm输出直接作为外场或多组分配分和的完整构型表;其他几何、版本或标签数也需要重新检查,不应照搬此处的代表数。

3. 外场对照的实际数值#

J=0.01eV,h=0.005eV。h是此Ising模型中每个位点乘si的能量系数,不直接等同于以T计的磁感应强度。所有201个温度点分别用全部256微观态和展开后的30个几何轨道计算,F/U/S/Cv/M²一致。

若错误地给一个整体翻转对只分配一个代表能量,最大自由能差约 0.00149945eV/位点;这条对照用于说明统计路线错误,不能当成积分精度。

外场错误合并与正确展开的自由能,以及当前构建独立构型数量对照

零场的某些偶观测量可使用合并权重,奇观测量还需要正确处理符号。不能只检查能量,就推断所有磁化统计都可以直接读取代表值。

4. 从数组导出展开后的构型权重#

module load sisl/0.16.4
python - <<'PYDATA'
import numpy as np
x=np.load('analysis-fields.npz')
a=x['spin8_expanded_configurations']
g=x['spin8_expanded_multiplicity']
np.savetxt('spin8-expanded.csv',np.column_stack([g,a]),delimiter=',',fmt='%d',header='multiplicity,site0,site1,site2,site3,site4,site5,site6,site7',comments='')
print('几何代表数:',len(g),'微观态权重总和:',g.sum())
PYDATA

输出标签0/1对应输入的Fe+3/Fe−3。这个CSV用于明确每个代表与权重;接入VASP时化学物种应正确写作Fe,初始磁矩由MAGMOM等设置另行指定,不能让转换器把Fe+3当成另一种PAW元素。

5. 加声子或电子项之前先统一参照#

给所有微观态能量同时加N×0.37eV,只会使每位点F和U同时增加0.37eV,S与热容保持不变。脚本对同一组数组独立检查这个关系。这与只给某一个构型加偏移不同,后者会改变概率。

实际组合自由能时,应核对相同材料/构型、晶胞与每原子归一化、温度网格、静态项和零点项是否已包含。不能把本篇Fe标签Ising模型与另一材料的声子或DOS曲线直接相加。原生 mkteci是温度相关ECI组合工具,不会自动修正不一致的物理参照;其用法见电子自由能与温度ECI。

本篇保留当前版本的具体使用边界;更新版本后应重新核对独立构型及权重,而不只检查退出码或权重总和。参考ATAT官方工具入口。

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