py4vasp自旋纹理：从SOC计算到矢量图

本篇用一原子理想方格Fe单层，实际运行非共线SOC计算，再用py4vasp画面内自旋矢量。下载输入、读取副本和数据。这是固定几何的操作模型，没有作结构优化，不据此推导真实材料的Rashba参数或拓扑性质。

1 先读取本站实算数据#

mkdir py4vasp-spin
python3 -m zipfile -e py4vasp-spin-fields-*.zip py4vasp-spin
cd py4vasp-spin
bash run.sh

得到三组原生HTML图与CSV：倒空间自旋纹理、实空间磁密度和磁性势。sample中的两个HDF文件保留真实科学数组，移除了赝势组，只供读取；reference-plots和reference-tables是本站图与数据。

使用py4vasp0.11.3、Python3.11；实际计算为VASP6.6.1的P100 HDF5模块，NVHPC25.3与HDF5 1.14.6环境，1个GPU、1个MPI进程。

2 完整结构和k点#

POSCAR为：

Ideal square Fe monolayer;fixed model
1
2.86 0 0
0 2.86 0
0 0 15
Fe
1
Direct
0 0 0.5

KPOINTS为：

Regular 2D Gamma grid
0
Gamma
8 8 1
0 0 0

这里要的是二维均匀网格，不是高对称线模式。原生band.to_quiver需要一个倒格方向只有1层，另外两个方向形成规则二维网格。

3 关键INCAR#

ENCUT=500
PREC=Accurate
EDIFF=1E-6
ISMEAR=0
SIGMA=0.05
ISYM=-1
NSW=0
IBRION=-1
ALGO=Normal
NELM=160
NBANDS=16
LREAL=.FALSE.
LASPH=.TRUE.
ADDGRID=.TRUE.
LORBIT=11
LNONCOLLINEAR=.TRUE.
LSORBIT=.TRUE.
MAGMOM=2 2 0
LH5=.TRUE.
LWAVE=.FALSE.
LCHARG=.TRUE.
WRT_POTENTIAL=total hartree ionic xc
NEDOS=2001

完整文件在inputs/INCAR。本例显式开启非共线与SOC，初始磁矩有面内分量，LORBIT=11提供投影。没有额外设置ISPIN=2；非共线使用规则见VASP官方ISPIN说明。

如需自己重算，在登录节点执行：

sbatch run.slurm
squeue -u "$USER"

脚本将固定输入复制到新建fresh，申请P100-HS单卡资源并按分区规则计费；POTCAR从有权限的集群势库读取，不随包分发。完成后：

bash run.sh fresh

4 原生自旋矢量命令#

module load py4vasp/0.11.3
python - <<'PYCODE'
import py4vasp
c = py4vasp.Calculation.from_path('sample')
print(c.band.selections())
g = c.band.to_quiver('x~y(band=5)')
g.to_plotly().write_html('spin-texture.html', include_plotlyjs='cdn')
PYCODE

x~y选择面内两个自旋分量，band=5是从1开始的能带编号。图中b1、b2表示所选倒格平面方向；这是规则网格上的投影自旋矢量，不是把高对称路径能带连成箭头。

本例原生矢量数据为2×8×8，所选PAW投影分量最大绝对值约0.68698。它与全空间磁密度积分、PAW球内局域磁矩是不同的对象，比较数值前先确认定义。下一篇处理磁密度与磁性势。