ATOMKIT专题

ATOMKIT 功能导航:从操作目标找到菜单

当前0.9.0版80个菜单入口与14个导入入口的教程索引,附实际数据和适用条件。

更新于 2026-11-12约 8 分钟阅读按任务与环境选择适用配置
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本例使用 ATOMKIT 0.9.0 官方 Linux 预编译程序,属于 VASPKIT 团队的结构工具,与同名 Python 包不同。集群通过 module load atomkit/0.9.0 使用;二进制含 GCC 9.4 与 Intel Fortran 运行库标记,完整上游编译参数未公开,不能据此指定一套完整编译链。ASE 辅助操作使用集群 ASE 3.29.0。短小结构处理在个人目录执行,不会自动开始 VASP 等计算。

下载本篇共用结构、命令、数据与作图包。解压后进入 atomkit-menu-examples;原生错误文件保留用于比较,请先看对应限制再使用。

从你要做的事开始#

目标 先读哪篇
在软件之间传递结构、看单位与格式限制 30个导出入口
导入 STRU/CELL/XSD/MOL、从空间群建晶体 导入与 Wyckoff 建模
原胞、常规胞、扩胞、晶体对称性 晶胞处理
固定原子、加原子、旋转、应变、排序 通用结构编辑
表面与真空 表面建模和二维层与真空
空位与替位 缺陷建模
异质结构拼接与层间距离 界面拼接
k点网格、Si路径与目标格式差异 采样与路径、路径格式
正交超胞、随机合金 正交结构与合金
NEB端点之间插值 NEB图像
量子点、线、管 纳米结构

可以先打开实际程序:

module load atomkit/0.9.0
atomkit

进入1/2/3/4/5/6查看二级菜单,9返回,0退出。大部分功能可直接输入三位编号。不同菜单提问顺序不同,请对照相应教程的命令记录;输入文件和输出文件名应看屏幕提示。

一个水分子的分子点群例子#

209针对分子/团簇点群,与201的周期晶体空间群不同。本例使用此前实际GFN2优化得到的水分子,放入16 Å盒中:

cp inputs/POSCAR-water POSCAR
printf '209
175 POSCAR
' | atomkit

实际结果是 Total Atoms: 3、Molecular Symmetry: C2v。用于隔离分子的盒子不等于该分子的周期性晶体;若看到分子跨边界或周期连通的提示,应先检查结构,不能把周期网络当作孤立分子分析。近似构型、扰动和容差也会影响识别结果。

当前菜单的完整索引#

下面列出当前0.9.0主菜单的 80个功能入口:30个导出、5个对称性、14个采样/路径、17个通用编辑、9个高级建模、4个二维工具,以及1个图形显示入口。表是查找入口的索引,不表示每个原生分支都可无条件使用。

结构导出#

编号 菜单功能 操作教程
101 ABACUS (*.stru) 查看步骤
102 ABINIT (*.in) 查看步骤
105 ASE (*.py) 查看步骤
107 ATAT (*.in) 查看步骤
109 AtomEye (*.cfg) 查看步骤
112 CASTEP (*.cell) 查看步骤
113 CIF Format (*.cif) 查看步骤
114 CP2K (*.inp) 查看步骤
115 CPMD (*.inp) 查看步骤
123 Elk (*.in) 查看步骤
124 exciting (*.xml) 查看步骤
126 DFTB+ (*.hsd) 查看步骤
127 DMol3 (*.incoor) 查看步骤
129 FHI-aims (*.in) 查看步骤
132 FLEUR (*.inp) 查看步骤
134 Gaussian (*.gjf) 查看步骤
136 LAMMPS (*.lmp) 查看步骤
138 JDFTx (*.in) 查看步骤
142 Octopus (*.in) 查看步骤
144 OpenMX (*.in) 查看步骤
146 ORCA (*.in) 查看步骤
149 PDB Format (*.pdb) 查看步骤
156 Quantum-Espresso (*.in) 查看步骤
165 RSPt (*.inp) 查看步骤
168 Siesta (*.fdf) 查看步骤
175 VASP (*.vasp) 查看步骤
180 Wannier90 (*.win) 查看步骤
182 WIEN2K (*.struct) 查看步骤
185 XCrySDen (*.xsf) 查看步骤
189 XYZ Format (*.xyz) 查看步骤

对称性#

编号 菜单功能 操作教程
201 Find Symmetry of Crystal 查看步骤
202 Find Primitive Cell 查看步骤
203 Find Standard Conventional Cell 查看步骤
204 Find Symmetrically Equivalent Atoms 查看步骤
209 Find Symmetry of Molecule or Cluster 查看步骤

k网格与路径#

编号 菜单功能 操作教程
301 ABACUS 查看步骤
302 ABINIT 查看步骤
312 CASTEP 查看步骤
314 CP2K 查看步骤
323 ELK 查看步骤
326 DFTB+ 查看步骤
329 FHI-aims 查看步骤
342 Octopus 查看步骤
344 OpenMX 查看步骤
351 Phonopy 查看步骤
356 Quantum-Espresso 查看步骤
368 SIESTA 查看步骤
375 VASP 查看步骤
380 Wannier90 查看步骤

通用编辑#

编号 菜单功能 操作教程
400 Redefine Lattice 查看步骤
401 Build Supercell 查看步骤
402 Fix Selected Atoms 查看步骤
403 Move Selected Atoms 查看步骤
404 Delete Selected Atoms 查看步骤
405 Swap Axis of Lattice Vectors 查看步骤
406 Sort Atomic Coordinates in Specified Direction 查看步骤
407 Rotate Lattice Vectors 查看步骤
408 Rotate Selected Atoms about Specified Rotation Axis 查看步骤
409 Add Atom in Specified Position 查看步骤
410 Substitute Selected Atoms 查看步骤
411 Copy Selected Atoms from Another Structure File 查看步骤
412 Convert Between Fractional and Cartesian Coordinates 查看步骤
413 Rearrange Species of Structure in Specified Order 查看步骤
414 Apply Random-Displacements on Selected Atoms 查看步骤
415 Apply Mirror Transformation in Specified Plane Mirror 查看步骤
416 Apply a Series of Strains to Structure 查看步骤

高级建模#

编号 菜单功能 操作教程
500 Build Orthogonal Supercell 查看步骤
501 Build Vacuum Slab in Specified Direction 查看步骤
502 Build Random Substitutional Alloy 查看步骤
503 Build Surface by Specified Miller Indices 查看步骤
504 Build Heterostructure by Two Specified Slabs 查看步骤
505 Interpolate Images for Nudged Elastic Band Pathway 查看步骤
506 Build Quantum-Dot by Specified Radius 查看步骤
507 Build NanoWire/2D Quantum-Dot by Specified Radius 查看步骤
508 Build Nanotube by Specified Orthogonal Slab 查看步骤

二维工具#

编号 菜单功能 操作教程
601 Move Atomic-Layer to the bottom in z direction 查看步骤
602 Center Atomic-Layer in z direction 查看步骤
603 Resize Vacuum Thickness 查看步骤
604 Standardize 2D Crystal Cell 查看步骤

图形显示#

编号 菜单功能 操作教程
8 Visualize Structure 查看步骤

需要先看的版本条件#

  • 原生 ASE、Octopus 导出存在本例坐标问题,DMol3 导出为空;使用对应教程中已生成的独立替代文件。
  • exciting 需修复 XML 引号;FLEUR/WIEN2k及多种电子结构输出只是片段,还需完成目标程序的正式输入。
  • CP2K、Phonopy、Wannier90部分原生路径坐标重复,OpenMX路径缺分量;使用路径格式教程中的显式转换文件。Phonopy mesh分支本例没有生成网格文件。
  • 504原生异质结候选数超限时,采用411复制、403移动和明确的层间距;506/507原生切割输出不完整,采用纳米结构教程里明确标注的ASE几何切割。
  • 413的VASP输出未按本次请求重排,使用ASE;414的扰动不等于零均值热振动分布。
  • 图形入口8需要可用的图形显示环境。本批无DISPLAY的SSH实际调用异常退出,没有显示成功;可把CIF/POSCAR传回个人电脑,用自己的结构查看工具打开。终端处理并不要求启动GUI。

导入菜单另有 14个入口,包含13种文件格式及190空间群建模,完整编号及版本限制见导入教程。注意导入142/144与同编号导出的含义不同。

打开本例数据和图#

bash results.sh
bash plot.sh
# 也可只找某个功能,例如应变416或真空603。
grep -E ',(416|603),' reference-data/Atomkit-menu-examples.csv

Atomkit-menu-examples.csv 将每个菜单链接到对应教程;另外4份CSV分别记录导出几何、导入操作、编辑结构、二维层数据。本系列使用自有Si、hBN、GaAs与水等实际结构操作,较早教程中的数据直接沿用,未为了新增索引重复计算。

这些教程覆盖当前安装版本的主要菜单与实际可用路线,明确列出原生限制及替代操作;并不代表所有材料、容差、输入格式方言和菜单内部全部参数组合都已逐一运行。更多说明可查看ATOMKIT官方页面。

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