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。
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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。