Phono3py 同位素、边界与寿命

同位素和边界通常增加散射，使RTA寿命及热导率降低。使用前先确认输入单位，以及输出 gamma 与寿命之间的换算。

下载完整实例包，解压到自己的工作目录。包内含真实输入、已有力输出、28个计算条件、工具命令、结果CSV和绘图脚本。

1. 天然同位素与零质量方差#

bash prepare.sh
bash run.sh rta-q6-s0p1
bash run.sh rta-q6-isotope
bash run.sh rta-q6-isotope-g0

天然组成使用 --isotope；零质量方差对照为：

phono3py-load --br --mesh 6 6 6 --ts 300 --sigma 0.1 \
  --exclude-gamma-acoustic --isotope --mv 0 0 -- phono3py_disp.yaml

--mv在这里按原胞原子给值。Si原胞2个原子，所以写两个0；不是按“Si一种元素”只写一个。末尾 -- 结束可变长度参数列表，避免把YAML文件名读成质量方差。

300 K、6×6×6、σ=0.1 THz时，不加同位素为94.835085，天然同位素84.582254，零质量方差回到94.835085 W/(m·K)。--mv 0 0只关闭质量无序散射，没有把Si的平均原子质量改成某个纯同位素质量。

2. 边界平均自由程#

bash run.sh rta-q6-boundary-0p01um
bash run.sh rta-q6-boundary-0p1um
bash run.sh rta-q6-boundary-1p0um

输入 --boundary-mfp 单位是 µm。0.01、0.1、1对应10、100、1000 nm；它是边界弛豫模型的长度参数，不是自动建立真实纳米线几何。

3. 从线宽得到RTA寿命#

HDF5中的 gamma 是THz单位的半峰宽HWHM。寿命为：

τ(ps) = 1 / [4π × Γtotal(THz)]
Γtotal = Γthree-phonon + Γisotope + Γboundary
Γboundary = |v|(Å/ps) × 10⁻⁴ / [4π × L(µm)]
MFP(nm) = |v|(Å/ps) × τ(ps) / 10

只用 1/gamma 会得到错误单位和倍数。与其他软件比较前，要先确认对方输出的是半峰宽、全峰宽、角频率还是直接的逆寿命。

bash analyze.sh
head analysis-reference/rta-q6-isotope-modes.csv

CSV包含q点编号、1起始的带序号、频率、三声子与总半峰宽、寿命、MFP及κxx贡献。Γ声学零模被排除，CSV中0寿命是排除标记，不表示零温寿命。

这里的寿命是RTA定义。直接LBTE求解包含模式耦合，不能把任意碰撞矩阵特征值简单解释成某个独立声子模式的寿命。