ATAT 专题

ATAT温度ECI组合与统一能量参照

用mkteci实际组合振动、电子和磁性三个独立参考模型,展示Trange、空团簇系数及避免重复计入静态能量。

更新于 2026-11-09约 4 分钟阅读按任务与环境选择适用配置
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mkteci把静态ECI和温度相关ECI相加。它不会自动判断两套数据是否属于同一材料、同一结构或同一能量基准。本篇用三个分别自洽的参考模型,演示文件连接与检查方法。

下载三篇共用的真实输入、数值与绘图包,先按振动零点项篇的共用步骤提交一次,后两篇读取同一批结果,不要重复提交。

1. 从最小的一个空团簇系数开始#

eci.out每行一个静态系数;本例只有一个系数,代表与占据无关的参考能量,不是已拟合的合金簇展开。温度文件 Trange.in:

1000 11

表示0—1000K共11点,即每100K一点。correction.eci每个温度段有相同数量的系数、段后空一行;本例每段一行系数再加一空行,合计22行。

cat combinations/magnetic/Trange.in
cat combinations/magnetic/eci.out
head -n 8 combinations/magnetic/correction.eci

磁性静态系数为−0.01eV/位点;温度系数是四位点有限Ising自由能减去这项静态基准。因此T=0温度修正为0,而不是再次加入−0.01。

2. 原生组合命令与实际输出#

包内进入各自组合目录,实际执行:

mkteci correction.eci

得到 teci.out。开头仍是最大温度与点数,随后逐温度保存完整ECI。本包在新目录计算,拒绝覆盖已有teci.out;需要改变输入时先另建计算目录,避免原生工具覆盖旧模型。

cat combinations/magnetic/teci.out
cat combinations/electronic/teci.out
独立参考模型 静态基准/eV·原子或位点⁻¹ 原生组合0K 原生组合1000K
vibrational -0.004882684533 0.02941330 -0.36182900
vibrational-ZPE-shift 0.029413315467 0.02941330 -0.36182900
electronic -3.751252500000 -3.75125000 -3.75483000
magnetic -0.010000000000 -0.01000000 -0.06031390

表中四行分别为EMT振动、相同振动的零点重分配、独立积分的Al电子温度项和Ising磁性模型。不同模型之间没有相加。 两个Al结构与能量方法不同;磁性标签模型也不是Fe的DFT自由能。

分别组合的三个模型及原生总值减静态基准与输入修正的比较

原生文本求和的默认打印精度限制会带来几μeV差;读取更多小数位不表示总值具有更多物理精度。本例对完整温度列比较,同时确认两种振动零点分拆给出相同总曲线。

3. 把温度项接入真正的合金簇展开#

对真实合金,应先为各训练结构准备同方法、同归一化的温度自由能,再以相同团簇顺序生成温度ECI,例如使用已有教程的 clusterexpand fvib、clusterexpand felec。随后才用 mkteci fvib.eci felec.eci与静态ECI组合;本篇没有将三个不同模型生成这样一条混合合金曲线。

至少核对:温度点数和顺序一致,团簇顺序一致,输入按原子还是原胞,静态项是否已包含,零点项在哪里,以及各磁性态的简并权重是否正确。teci.out存在时Monte Carlo会读取温度模型,比较纯静态与温度修正结果宜使用两个独立目录,防止误读旧文件。

4. 独立导出原生组合结果#

module load sisl/0.16.4
python - <<'PYDATA'
import numpy as np
x=np.load('analysis-fields.npz')
a=np.column_stack([x['magnetic_T'],x['magnetic_native_total'],x['magnetic_expected_total']])
np.savetxt('magnetic-eci-total.csv',a,delimiter=',',header='T_K,native_mkteci_total_eV_site,expected_static_plus_correction_eV_site',comments='')
PYDATA

有原生结果后,只重新整理和画图:

module load sisl/0.16.4
python analyze_prepare.py
python analyze.py
python plot.py

这一步重写自己派生的ECI输入与分析文件,不重新运行原生工具,也不修改原生输出。

参考ATAT官方功能与组合工具。这个最小例子帮助认清参照和文件,不替代完整合金拟合、稳定性或温度采样收敛检查。

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