Phonopy 质量替换与模式结构实操
从相同真实力常数比较质量效应，运行原生对称性、不可约表示、模式结构与动画工具。
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下载输入、数值参考与绘图脚本。在已分配的CPU资源中新建目录：
unzip phonopy-masses-modes-tensors-wave245.zip -d phonopy-modes
cd phonopy-modes
bash run.sh
run.sh加载phonopy/4.8.3，依次执行run.py、analyze.py、plot.py，生成source/、analysis/和figures/；同名结果目录存在时不覆盖，重做请换新的解压目录。使用Python3.11.16、NumPy2.3.5，C/OpenMP部分由GCC13.3构建，当前默认Rust数值后端。每个程序使用1个CPU线程，不需要GPU。
本批复用鸢算科技集群实际Si16的VASP6.6.1 DFPT力常数，2Si原胞、2×2×2超胞，ENCUT=450 eV、EDIFF=1E-6、IBRION=8，电子k网格2×2×2。与其他教程中的550 eV有限位移数据分开。本包只含安全输入、真实数值力常数和后处理脚本，运行时不启动VASP。保留原始力常数，不施加声学和规则或额外对称化，不把微小负频改成正频。下面的结果用于操作参考，正式材料参数另做收敛。
1 先看改变质量后的频率#
程序使用同一套力常数，在原胞倒易分数坐标q=(0.25,0,0)比较原质量、两原子都改为30 u以及两个子晶格分别28.0855/30 u。
原生命令的主要参数如下；完整调用见run.py：
cd source/mass-30
phonopy ../reference.yaml --no-fc-symmetry \
--mass '30 30' --qpoints '0.25 0 0' \
--eigvecs --writedm --qpoints-format hdf5
cd ../..
head -n 7 analysis/mass-frequencies.csv
--mass按输入晶胞原子顺序填写，单位u。改变质量不需要重新计算电子结构；这里假设同位素替换不改变原子间势能面。两个Si全部从28.0855变成30 u时，各支频率乘以sqrt(28.0855/30)=0.96756567：
| 支 | 原质量/THz | 全部30 u/THz |
|---|---|---|
| 1、2 | 2.166591 | 2.096319 |
| 3 | 6.349214 | 6.143282 |
| 4 | 14.631081 | 14.156532 |
| 5、6 | 14.916603 | 14.432793 |
两个子晶格分别设置质量构成周期有序质量模型，不等于随机同位素无序。谐频率改变也不直接给出同位素散射寿命或热导率。
2 检查晶体对称性和Γ点表示#
phonopy-symmetry source/POSCAR --tolerance 1e-5
cat source/irreps-gamma/irreps.yaml
cat source/irreps-adapted/irreps.yaml
Si空间群为Fd-3m（227）。Γ点六个模式分成T1u声学三重态和T2g光学三重态；光学频率15.3899537372 THz。--irreps '0 0 0'指定q点，--show-irreps输出表示矩阵；本包同时运行默认按频率分组和--irreps-symmetry-adapted两种方式。简并子空间内本征矢基底可以不同，应比较表示和整个子空间，不能仅凭某个原子的箭头方向判定结果不同。
3 沿指定模式生成可继续计算的POSCAR#
cd source/modulation
phonopy ../reference.yaml --no-fc-symmetry \
--modulation '2 2 2, 0.5 0 0 4 1 0, 0.5 0 0 4 0.5 90'
ls MPOSCAR* modulation.yaml
cd ../..
逗号前2 2 2指定生成的超胞。每段随后依次是q的三个分量、从1开始的分支编号、模式幅度参数和角度相位。q=(0.5,0,0)与本例超胞相容，第4支频率11.8821943829 THz。
MPOSCAR-orig：未位移超胞。MPOSCAR-001、MPOSCAR-002：两段单独模式的实部位移。MPOSCAR：两段位移叠加。modulation.yaml：复数位移、本征矢、频率和模式参数。
幅度参数不是“每个原子移动1 Å”。实际位移还含质量、本征矢归一化与超胞大小。本例第一段最大原子位移约0.03336 Å；第二段相位90°，该模式取实部后位移几乎为零，因此叠加结构主要来自第一段。这说明改相位不保证生成更大的结构扰动。
图中箭头为实际位移放大15倍，未用放大后的坐标替代POSCAR。生成结构后，如需位移能量曲线或新力标签，应按自己的电子结构参数另行提交计算；本节没有把结构生成当成DFT求力。
4 打开模式动画#
head -n 12 source/animation/anime.xyz
cat source/animation/settings.conf
本例配置为：
ANIME_TYPE = XYZ
ANIME = 4 1 12
即Γ点第4支、显示幅度参数1、一个周期12帧。可用OVITO等打开anime.xyz。这些是预设相位的模式动画帧，不能用来求扩散或作为真实时间轨迹。
**当前4.8.3原生XYZ输出有两点要注意：**坐标被旋转到标准晶胞朝向，与原POSCAR逐个坐标分量不必相同；另外文件头f值在此输出为15.150393，它由原生程序直接将动力学矩阵本征值乘换算因子得到，缺少开平方，不是本例正确的Γ点声子频率。看频率请用irreps.yaml或qpoints.hdf5，正确值为15.3899537372 THz；本包保留原始XYZ，供查看运动形态。
继续看热位移矩阵与统计；谐热快照操作见振动模式、热位移与随机快照。接口语义参考Phonopy官方设置说明，实际命令以本机4.8.3为准。