ATOMKIT 晶胞实操：原胞、超胞与对称性
用 Si 实际操作空间群、等价原子、原胞、常规晶胞和 2×2×2 超胞，给出输入顺序、文件和结构图。
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接着结构转换教程，使用同一个自建 Si 资料包。目标是学会在常规晶胞、原胞和超胞之间切换，并确认原子数、晶胞体积和对称性。
1. 查看结构对称性#
cd atomkit-si
module load atomkit/0.9.0
printf '201\n175 POSCAR\n' | atomkit
本例输出空间群227（Fd-3m）、192个对称操作，常规晶胞含八个 Si 原子。这些是本例结构的结果，不是所有输入 Si 文件都应当得到的固定答案。
程序也会给出晶格、角度、体积和对称精度；先检查输入单位和晶胞，再解释这些数值。若原子位置本身存在应变或扰动，过松的对称容差可能掩盖真实结构差别。
2. 原胞怎样生成#
printf '202\n175 POSCAR\n175\n' | atomkit
cat PRIMCELL.vasp
最后的175表示把生成的原胞导出为 VASP 格式，不能省掉这一项。本例原胞为两个原子，体积是八原子常规晶胞的四分之一。
原胞不一定是立方体。这里的 Si 原胞具有倾斜的面心立方原始基矢，不能因为晶格角度不是90°就判定转换错误。
3. 标准常规晶胞怎样生成#
printf '203\n175 POSCAR\n175\n' | atomkit
cat CONVCELL.vasp
本例得到八原子的标准常规晶胞。坐标原点或原子排列顺序可能变化，比较时应看周期结构是否等价，而不是要求两份文本逐行相同。本包使用标准化晶胞、周期匹配和原点平移的独立核对。
4. 建立 2×2×2 超胞#
printf '401\n175 POSCAR\n2 2 2\n175\n' | atomkit
head -10 SUPERCELL_222.vasp
流程中的 2 2 2 是沿三个晶格方向各复制两次，最后175仍是输出格式。本例从八原子常规晶胞出发，得到64原子；若从两原子原胞出发，同样的复制次数会得到16原子，两者不要混淆。
本次实际结构关系如下：
| 结构 | 原子数 | 晶胞体积 / ų | 相对常规晶胞体积 |
|---|---|---|---|
| 原胞 | 2 | 40.02575175 | 1/4 |
| 常规晶胞 | 8 | 160.10300700 | 1 |
| 2×2×2超胞 | 64 | 1280.82405600 | 8 |
5. 查看对称等价原子#
printf '204\n175 POSCAR\n' | atomkit
本例八个 Si 原子属于同一组对称等价位置。等价原子指它们在给定结构的对称操作下能够互相对应，并不意味着结构文件可以随意删去其中七个原子；缩小晶胞应使用原胞转换。
6. 批量运行、读表与画图#
bash run.sh
cat analysis/SUMMARY.json
head -8 analysis/formats.csv
ls figures
若已经运行过完整包，直接读结果即可；重新批量计算请解压到新目录，避免覆盖 cases/。每个任务的实际输入顺序都在对应目录的 commands.txt 中，例如：
cat cases/supercell-222/commands.txt
本例只做几何转换，不进行原子或晶胞能量优化。拿生成的超胞继续做缺陷、分子动力学或声子计算之前，还需根据目标方法准备其余输入。专题入口见ATOMKIT结构转换。