Phonopy 极性材料NAC与LO–TO

下载本节数值输入、脚本与绘图程序，在自己的CPU工作目录运行：

unzip phonopy-dsf-dos-nac-files-wave249.zip -d phonopy-practice
cd phonopy-practice
bash setup.sh
bash run.sh

setup.sh联网创建本目录个人.env，安装固定的Linux x86_64预编译环境，并下载、校验ASE3.29.0的纯Python包到extras/。不改公共模块或用户全局Python。环境包含Phonopy4.8.3、Python3.11.18、NumPy2.4.6、symfc1.7.3、pypolymlp0.22.1；C/C++运行库为libgcc/libstdcxx16.2.0，绘图使用集群phonopy/4.8.3模块。流程单线程运行，不需要GPU，也不启动新的DFT。

source/保存原生命令结果，analysis/、dsf/、xray/、debye-windows/保存提取数据，figures/保存四张高清图。为保护已有结果，重复练习请换新目录解压。下面手动操作都另建工作目录。

1 准备相容的力常数与响应张量#

本例复用集群实际ZnS有限位移力常数及同一几何下的DFPT Born电荷和电子介电张量，已合并在inputs/ZnS-nac.yaml。输入中第一个原子是S、第二个是Zn：有效电荷分别约−2.06281946和+2.06281946，电子介电对角元约6.13221705。

head -n 50 inputs/ZnS-nac.yaml

这是教程模型的小网格数值。其他文章用不同结构或电子设置得到的ZnS张量，不应直接拼进这个模型；张量应与结构、原子顺序、单位和计算设置匹配。提取方法见Born电荷与介电张量。

2 设置Γ的趋近方向#

mkdir manual-gonze
cd manual-gonze
../.env/bin/phonopy ../inputs/ZnS-nac.yaml --no-fc-symmetry \
  --nac-method gonze --qpoints '0 0 0 0.1 0 0' --q-direction '1 0 0' \
  --eigvecs --writedm --qpoints-format hdf5
cd ..

Γ点处的长程修正需要指定趋近方向。这里--q-direction '1 0 0'使用声子倒易坐标；它不自动等于常规胞笛卡尔x方向。各向异性材料中，不同方向可以得到不同的Γ极限。

第一个点是按指定方向取极限的Γ，第二个是有限q=(0.1,0,0)。不要把两者当成完全相同的点。

3 对照Wang与不加NAC#

mkdir manual-wang
cd manual-wang
../.env/bin/phonopy ../inputs/ZnS-nac.yaml --no-fc-symmetry \
  --nac-method wang --qpoints '0 0 0 0.1 0 0' --q-direction '1 0 0' \
  --eigvecs --writedm --qpoints-format hdf5
cd ..
mkdir manual-nonac
cd manual-nonac
../.env/bin/phonopy ../inputs/ZnS-nac.yaml --no-fc-symmetry \
  --nonac --exclude-born --include-fc --qpoints '0 0 0' --qpoints-format hdf5
cd ..

--nonac关闭计算中的NAC；--exclude-born控制保存文件是否带Born参数，二者用途不同。只从输出里不写Born信息，不等于已经关闭了计算时的长程修正。

4 实际频率怎样理解#

本例两种方法在指定Γ极限一致；有限q处有差异，不能要求整条色散逐点完全相同。应结合超胞、长程处理与收敛性选择方法，不把一次差异直接解释为某个方法错误。

Γ声学模式存在约10⁻⁷ THz量级的正负数值残差，原始数据保留。图中重点展示光学分裂，没有把残差改成稳定性证据。对自己材料应区分数值零点误差与有范围、有幅度的真实虚频。

完整数据可从source/NAC-gonze/、source/NAC-wang/和analysis/读取。需要重新画图，直接查看并修改plot.py；不要在已有结果目录重跑整个生成流程覆盖输入。NAC理论与设置见Phonopy官方表述。