ShengBTE 同位素与纳米线边界
实际计算天然、纯化与富集硅，并解释纳米线方向、半径和直径列。
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同位素散射与边界散射会改变热导，但它们的输入、质量效应和长度含义不同。本例分别给出天然/富集硅，以及有限直径纳米线的实际结果。
1. 天然与关闭散射#
isotopes=.TRUE.
autoisotopes=.TRUE.
这会采用程序内置天然组成。把isotopes改为FALSE可以关闭同位素散射；本例仍用天然平均质量，所以这组对照主要隔离散射项。
bash run.sh si-q6-300K-no-isotope
head -n 5 work/si-q6-300K-no-isotope/BTE.w_isotopic
2. 用ISOTOPES写实际组成#
flags设置 isotopes=.TRUE.、autoisotopes=.FALSE.，同目录创建ISOTOPES。富集例完整内容：
Si 27.976928 99.95
Si 28.976496 0.04
Si 29.973772 0.01
三列分别是元素、同位素质量和百分比浓度。本例和为100%，不能把99.95当作平均质量。2.1.0不再接受CONTROL中的旧masses/gfactors输入，应该从实际组成计算平均质量与质量方差g。
| 设置 | 平均质量/g·mol⁻¹ | g因子 | RTA热导/W·m⁻¹·K⁻¹ |
|---|---|---|---|
| 天然 | 28.08550999 | 0.000200912 | 84.429054 |
| 关闭同位素散射 | 28.08550999 | 0.000200912 | 89.776961 |
| 手写天然组成 | 28.08550999 | 0.000200912 | 84.441451 |
| 纯²⁸Si | 27.97692800 | 0 | 90.492773 |
| 富集²⁸Si | 27.97752751 | 1.01954e-06 | 90.415969 |
纯²⁸Si和富集模型也改变了平均质量，所以它们与天然硅的差异不只是增加或删除一个散射率。手写天然组成与内置组成物理上相同；这里存在小幅浮点/简并模数值差异，不应把这点差别当成新的同位素效应。
3. 设置纳米线半径和方向#
# allocations
norientations=3
# crystal
orientations(:,1)=1 0 0
orientations(:,2)=1 1 0
orientations(:,3)=1 1 1
# parameters
rmin=5., rmax=105., dr=20.
# flags
nanowires=.TRUE.
方向整数是按CONTROL中原胞基矢组合，不是自动按立方常规晶胞的[uvw]解释。本例FCC基矢下：
| 输入原胞方向 | 对应常规立方方向 |
|---|---|
| (1,0,0) | [011] |
| (1,1,0) | [112] |
| (1,1,1) | [111] |
rmin/rmax/dr单位nm、含义是半径扫描；原生 BTE.kappa_nw_* 第一列却是直径。本例实际输出10、50、90、130、170nm，应以输出列为准，不能直接把rmax写成最后一个输出直径。
4. 运行并画边界效应#
bash run.sh si-q6-300K-wire-gmres
cat work/si-q6-300K-wire-gmres/T300K/BTE.kappa_nw_1
第一列直径，随后六列为声子分支贡献，最后一列总热导。_lower 文件是程序定义的下界估计，不能当作另一条测量曲线。
这是用体相声子和程序边界模型估计的纳米线效应，没有显式建立并弛豫一个有限截面原子纳米线，也不自动包含表面重构、粗糙度或界面化学变化。
资料包与运行入口#
下载力常数、25组完整输入、实际输出及全部分析画图脚本。解压后先检查输入、重画随包参考：
bash check-inputs.sh
bash analyze.sh
完整重新计算25组BTE后处理，在新解压目录提交：
sbatch run.slurm
只算一个q=6、300K RTA条件用 sbatch single.slurm，可编辑其中的条件名。模板遵守CPU分区整节点56核申请规则；这些小例实际使用1个MPI进程、1个计算线程，旨在学习输入和物理结果。大体系需要另按规模调整并行设置，不能用这些小例作性能推荐。
已经获得CPU计算资源时，可以直接调用 bash run.sh 条件名；不要把普通登录节点当计算节点。整套完成后：
bash analyze.sh work
图片在 work/figures/，数值摘要在 work/analysis/RESULTS.json。单例可直接看其 BTE.* 文件，统一分析需要25组完整结果。脚本不会覆盖已有work目录，重新计算请重新解压。
环境：ShengBTE2.1.0，GCC/GFortran13.3、Open MPI5.0.10、MKL2024.2 GF_LP64 sequential，模块 shengbte/2.1.0-8173m；此构建需要AVX-512 CPU，不能直接放到P100主机的旧CPU上运行。输入检查使用hiPhive1.5和Phonopy4.8.3，脚本分别加载对应环境，无需把所有依赖混装进同一Python。
力常数来自本集群已有的真实ABACUS Si16位移计算，本批只重新求解和分析BTE，没有新做DFT。三阶模型范围3Å，电子参数、超胞和q网格仍有有限性；本专题是操作与数值检查参考，不将结果当作收敛的硅材料热导率或CPU性能数据。