GPUMDkit 声子与XRD对比绘图

下载输入、实际结果与绘图脚本。以下命令在解压后的目录执行。

module load gpumdkit/1.5.8
bash run.sh
cat LAST-RUN.txt

run.sh在新的work目录中复跑工具，不会重新启动DFT或分子动力学。下面也列出每一步的单独命令。GPUMDkit为1.5.8、Python3.11；GPUMD/NEP为5.9.1，实际GPU计算使用P100单卡。

1. 对比同一模型的两种声子超胞#

本例复用已有Si NEP模型与2原子原胞，分别建立2×2×2和3×3×3超胞，位移0.015 Å。同一条Γ–X–L–Γ路径，每段20点，共60行、每行6条声子分支。这两份数据都由NEP计算，不把其中一份改名当成DFT。

cp -r reference/phonon phonon-new
cd phonon-new
module load gpumdkit/1.5.8 calorine/4.0
python "$GPUMDkit_path/Scripts/calculators/calc_phonon.py" < answers-2
python "$GPUMDkit_path/Scripts/calculators/calc_phonon.py" < answers-3
gpumdkit.sh -plt phonon_comp phonon_2x.dat phonon_3x.dat --qpoints QPOINTS save

该计算器对应菜单4→414，需要ASE、Calorine和Phonopy；calorine/4.0模块已提供配套声子依赖。answers-3内容如下，依次对应结构、势、路径、超胞、位移、输出名：

primitive.vasp
si-nep.txt
QPOINTS
3 3 3
0.015
phonon_3x.dat

两种超胞的最大频率差为 0.794166 THz，表明不能只因两条线大致接近就宣布超胞收敛。正式研究还需检查结构平衡状态、位移大小、超胞和力精度。

2. 从实际轨迹计算XRD#

附件reference/xrd的4000K与6000K各保存本批Si生产轨迹最后5帧，帧间隔0.5 ps。使用相同波长1.5406 Å、2θ范围10–90°和400个箱，不能用不同波长曲线直接比较峰位。

cd reference/xrd/4000K
python "$GPUMDkit_path/Scripts/calculators/calc_xrd.py" < answers.in
head xrd.out
cd ../6000K
python "$GPUMDkit_path/Scripts/calculators/calc_xrd.py" < answers.in
cd ..
gpumdkit.sh -plt xrd_comp save

这是菜单4→413对应脚本，answers.in保存全部交互输入：

trajectory.xyz
xrd.out
1.5406
10 90
400
all
1

输出四列为箱编号、2θ中心、强度计数和归一化强度。自己画图时横轴取第二列，不能把第一列箱编号误当成角度。

只有512原子与5帧，周期小盒的离散采样使曲线仍有尖锐起伏。这是工具操作示例，不等于实验粉末谱，也不能仅凭两张短轨迹图确认相态。客户数据应扩大盒子与帧数、统一散射条件，并结合RDF和其他结构分析。

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