LAMMPS 位错识别与 Burgers 矢量
用OVITO实际提取镍的完整及部分位错，导出CA网络、粒子标签和Burgers矢量，区分晶格与空间坐标。
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本篇接续镍位错建模与松弛，使用同一份完整资料包。先完成 bash run.sh，下面在 Ni-dislocation 目录分析已有输出，不重新提交最小化。
1. 运行 OVITO 的终端分析#
module load ovito/3.16.1
python work/analyze_dxa.py
脚本读取八组结构的初态和末态，使用 FCC 作为 DXA 参考晶格，输出 work/dxa/、work/DXA-VALIDATION.json 和相关数值。x、y 是自由边界，z 是周期方向；这是三维模型，不能套用二维薄片分析中的 is2D=True。
head -n 6 tables/Ni-DXA-Burgers.csv
head -n 6 work/dxa/p100-edge-dislocation-final-particles.csv
ls work/dxa/*.ca
粒子 CSV 包含 ID、坐标和 DXA 局部结构标签。.ca 保存完整位错网络，可下载到本地用 OVITO 打开；reference-networks/ 另提供教程最初的原始网络，便于直接查看。本次新分析产生的文件以 work/dxa/ 为准。
2. 实际识别出了什么#
两个完美晶体对照在初态和末态都没有识别出位错。刃型与螺型位错在初始结构中各有一条完整位错线，松弛后各识别出两条 1/6⟨112⟩ Shockley 部分位错。
P100 刃型末态两条线总长约 34.580 Å，周期 z 长度为 17.244 Å；螺型末态总长约 29.888 Å，周期 z 长度为 14.934 Å。两条线的总长接近两个周期长度，不表示一条位错凭空变长一倍，而是分解后存在两条线。
图中线段采用 OVITO 的连续、未包回主胞的坐标，z 可能小于 0 或超过盒长；它保持跨周期线的连续性，不表示原子丢失。局部 HCP 标签常对应 FCC 中的层错环境，不能单凭几颗 HCP 标签宣布整个晶体发生相变。
3. 三种矢量不要混在一起#
| 数据 | 坐标与单位 | 怎样理解 |
|---|---|---|
| Atomsk 输入的 Burgers 幅值 | Å | 本例完整位错幅值 a/√2=2.48901587 Å |
true_burgers_vector |
所属晶体簇的局部 Bravais 晶格单位 | 例如 1/6[−2 −1 −1]，不是直接的 Å 数值 |
spatial_burgers_vector |
全局模拟坐标，Å | 用于与盒子 x、y、z 方向比较 |
CSV 同时导出两种 DXA 矢量与 cluster_id。不同晶体簇的局部晶格坐标可能不同，不能直接逐分量相加其 true 矢量。 需要跨线段或跨簇比较时，先转到共同的空间坐标，并保持线方向与 Burgers 回路约定一致。
本例通过三个 z 截面，把穿过截面的位错线按有向交叉计数，再相加其空间 Burgers 矢量。刃型净矢量沿 x 轴，大小约 2.4914 Å；螺型沿 z，大小约 2.4890 Å。与 2.48901587 Å 输入幅值相容，刃型的微小差异包含 DXA 平均弹性变形映射的影响。
本工具约定下净矢量可显示为负 x 或负 z；Atomsk 参数给的是幅值，判断符号时还须明确切面、线方向与回路约定，不能仅把正的输入幅值和负的输出分量作比较。
4. 刃型和螺型分解后的线为什么带混合特征#
可以用位错线切向 t 与空间 Burgers 矢量 b 的夹角描述局部特征：cosθ=|t·b|/(|t||b|)。本例原始完整刃型满足 b 垂直位错线，完整螺型满足 b 平行位错线；但分解后，每条部分位错不必保持完整位错的纯刃型或纯螺型。
实际刃型两条部分位错的 |cosθ| 约 0.4997，对应约 60°；螺型约 0.8660，对应约 30°。两条部分位错的分量共同恢复原来的完整 Burgers 矢量。CSV 的 absolute_line_B_cosine 保留本次测量值；本例线较直，曲线较弯时应按局部切向逐段分析。
5. 如何理解 GPU 对照与有限差分#
两套 GPU 各自松弛时，舍入会影响共轭梯度路径和最终细微位置。本例 P100/V100 的刃型位错线总长约 34.580/34.516 Å，线网的离散位置也可略有不同。因此比较计算精度时，脚本还把 同一份 P100 末态几何交给 V100 做单点计算。
同几何的最大力差约 10⁻¹⁵ eV/Å；选取三个粒子、三个方向，共 36 个分量，使用 ±10⁻⁵ Å 的位移做能量有限差分，最大力差约 5.5×10⁻⁷ eV/Å。这里选取了 mobile 与 fixed 粒子，固定粒子的最终力虽然被清零，能量导数应与约束前原子间力比较。
这些比较用于理解同几何、原始力和约束的含义，不表示 EAM 模型获得了相同数量级的真实材料精度，也不是性能计时结果。tables/Ni-force-finite-difference.csv 保留每个比较分量。
6. 重新整理和画图#
使用本次计算的原生输出重新分析：
bash analyze.sh work
只练习教程附带的实际输出，可直接运行：
bash analyze.sh
后者不执行新的 Atomsk 建模、LAMMPS 最小化或单点计算，只读取 reference/ 的实际数据。两种分析均输出 figures/ 和 tables/，切换前如需同时保留两套图表，请先另存。
明确重画教程最初的原始图表：
bash plot.sh reference
这个命令使用不可变的原始绘图数组，不代表再次计算了位错。原生 work/ 输出会保留。
本例的尺寸、固定外层、各向同性初始位移场和经典 Ni 势均会影响核心与部分位错间距。没有计算收敛的核心能、Peierls 应力、温度驱动迁移或位错速度。继续研究滑移时，应先设计相容的边界和加载方式，不能把此固定外边界直接当作可无限滑移的周期胞。DXA 和矢量坐标的定义参考OVITO 官方分析说明与位错网络 Python 接口。