FourPhonon散射率与寿命提取
从原生输出拆分三四声子散射、转换频率和寿命，理解RTA热导。
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下载Si真实结构、受力、力常数、8张图和终端脚本，保存为 si-fourphonon.zip。所有本系列文章使用同一个包：
python3 -m zipfile -e si-fourphonon.zip .
cd fourthorder-fourphonon-silicon-wave288
bash preview.sh
ls preview/figures
包中 reference/ 保存本次实算参考；work/ 是您重新生成的文件，results/data/ 是提取后的CSV。受力来自真实VASP计算；下载包不含POTCAR、波函数、完整电子输出或第三方程序。
1 提取与画图#
已有完整配套计算时：
bash extract.sh
bash plot.sh
head -n 8 results/data/mode-scattering.csv
head -n 8 results/data/transport.csv
ls plots/figures
extract.sh读取原始输出，不重新计算DFT或散射。想先看实际参考，只需 bash preview.sh，数据在 reference/data/。
2 频率与散射率的单位#
BTE.omega及 BTE.w*文件第一列为角频率rad/ps。转换到常用THz：ν=ω/(2π)。散射率为第二列，单位ps⁻¹；本版RTA寿命 τ=1/Γ，不要再多除一个2。
原生数据按分支循环、每分支再列不可约q点。若要与 BTE.omega 的“q点×分支”矩阵对应，应先按分支reshape再转置。extract.py已经做了这一转换。
图中只对Γ>0的模计算寿命；零散射的模不凭空指定一个很大的有限寿命。声子简并附近也不能只按某一行序号跨不同软件认定为相同本征矢。
3 拆分散射通道#
| 文件 | 物理通道 |
|---|---|
BTE.w_3ph_plus |
三声子吸收型通道 |
BTE.w_3ph_minus |
三声子衰变型通道 |
BTE.w_4ph_plusplus |
四声子“++”通道 |
BTE.w_4ph_plusminus |
四声子“+−”通道 |
BTE.w_4ph_minusminus |
四声子“−−”通道 |
根目录 BTE.w_isotopic |
同位素散射 |
当前输出已包含各通道的组合权重，因此三声子两项直接相加、四声子三项直接相加；不要在读取后再乘/除一次简并因子。总率按本例启用项满足 Γ总=Γ3+Γ4+Γ同位素。
head -n 5 work/transport/CPU-q3-T300-3plus4ph/T300K/BTE.w_3ph
head -n 5 work/transport/CPU-q3-T300-3plus4ph/T300K/BTE.w_4ph
head -n 5 work/transport/CPU-q3-T300-3plus4ph/T300K/BTE.w
4 从散射率到热导#
RTA可写为对完整q网格求和：κ = Σ Cᵥ τ v⊗v / (Nq V)。注意体积取2原子原胞体积、速度由km/s乘1000换m/s、寿命由ps换s。不能只把不可约点逐行相加而漏掉权重或完整q映射。
本例300 K、3³网格的原生体积热容约 1.639209×10⁶ J/(m³·K)。配套工具独立按Bose分布、真实IFC频率、群速度和寿命重建RTA热导，和原生值的相对差约1.3×10⁻⁷。Γ点声学模的热容极限是每模kB，不能因为频率为0就把它从总热容中漏掉。
迭代BTE的最终热导不是直接将同一寿命代回RTA公式得到的量；不要用RTA求和去替代完整迭代解。相关操作见参数选择。