QE：从ibrav生成晶胞矢量

下载四种晶格输入、原生输出、CSV 与绘图脚本，保存为 example.zip：

python3 -m zipfile -e example.zip .
cd qe-cell-tools
module load ase/3.29.0 qe/7.6-8173m
bash read.sh
bash plot.sh

本例使用 QE 7.6 的 CPU 小工具；公共 8173m 版本采用 Intel oneAPI 2024.2 / Intel MPI 2021.13 与 MKL，具体构建以模块内 BUILD-INFO 为准。后处理使用 NumPy、ASE 环境与 Matplotlib。本例只是晶胞几何转换，没有原子基元、赝势或 DFT 能量，也不是这些材料的优化结果。

1. 为什么先检查晶胞#

pw.x 的 ibrav 和 celldm 决定晶格。把常规胞晶格常数、原胞矢量长度和 Å/Bohr 混淆，会改变实际体积。ibrav2cell.x 可先把参数展开为三条晶胞矢量，不启动自洽计算。

2. 完整 FCC 输入与命令#

cat > fcc.in <<'EOF'
&system
 ibrav=2,
 celldm(1)=10.26,
 celldm(2)=0,
 celldm(3)=0,
 celldm(4)=0,
 celldm(5)=0,
 celldm(6)=0,
 angle(1)=0, angle(2)=0, angle(3)=0
/
EOF
ibrav2cell.x < fcc.in > fcc.out
cat fcc.out

这里 celldm(1)=10.26 的单位为 Bohr，约为 5.429 Å。它是 FCC 常规立方胞的 a，不是输出每条原胞矢量的长度。angle(1..3)=0 显式关闭工具的附加旋转；这三个 angle 属于此小工具的输入，不应直接当作 pw.x 的通用输入字段。

实际输出的 Bohr 矢量为：

-5.13   0.00   5.13
 0.00   5.13   5.13
-5.13   5.13   0.00

下面另一组输出为相对 alat 的无量纲矢量：

-0.5 0.0 0.5
 0.0 0.5 0.5
-0.5 0.5 0.0

不要把这两组数混作 Å。使用 ibrav=0、CELL_PARAMETERS bohr 时可以采用第一组；使用其他长度约定时应先换单位。

3. 另外三种实际输入#

BCC、六方和简单正交原胞分别使用：

这些是用于工具演示的晶格参数，不对应已计算的材料性质。每个目录均提供完整输入：

cat inputs/hexagonal/input.in
ibrav2cell.x < inputs/hexagonal/input.in > hexagonal.out
ibrav2cell.x < inputs/bcc/input.in > bcc.out
ibrav2cell.x < inputs/orthorhombic/input.in > orthorhombic.out

六方矢量中的第二条与第一条夹角为 120°；celldm(3) 为比值，不是 c 的 Bohr 数值。

图中只有晶胞边和矢量，没有添加原子或把原胞画成常规胞。

4. 用体积和度量矩阵核对#

head -n 6 analysis-read/cell-summary.csv
head -n 8 analysis-read/cell-vectors.csv

原胞体积为三矢量行列式绝对值。FCC 为 a³/4，BCC 为 a³/2，六方为 √3·a²c/2，简单正交为 abc；本例同时独立核对了矢量内积，而不是只看图像是否像某种晶格。

需要完整运行本包时：

bash run.sh
bash read.sh work-new analysis-new
bash plot.sh analysis-new

下一篇用反向转换检查参数能否恢复。输入定义可对照 QE 7.6 的该工具源码。