sisl 功能导航与终端入口
按真实数据、矩阵、输运、轨道和工具箱组织31个主要接口家族,列出全部安装版终端入口。
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使用集群 sisl/0.16.4 的 Python 3.11 环境、NumPy/SciPy、netCDF4 和 Matplotlib。本组是实际执行的解析轨道/网格与几何操作,不是新的SIESTA或外部ATOM自洽计算。
下载完整脚本、原生数据、网格及参考图,解压后进入 sisl-orbitals-grid-examples。
module load sisl/0.16.4
bash results.sh
bash plot.sh
新目录中执行 bash run.sh 运行全部本组短模型,新结果写入 work,参考文件保持在 reference-results。脚本以单线程运行,不提交新的DFT/MD作业。
四个终端入口如何分工#
当前sisl0.16.4安装版注册4个控制台命令。先查看帮助,再按对应教程对真实数据操作:
sgeom --help
sgrid --help
sdata --help
stoolbox --help
| 命令 | 主要用途 | 实际示例 |
|---|---|---|
| sgeom | 结构读写、复制、平移、旋转、排序 | 真实Si2结构 |
| sgrid | 网格缩放、相减、平均、插值等 | 真实Si密度网格 |
| sdata | 按文件格式提取数据和绘图 | 实际EIG/DOS |
| stoolbox | 当前安装版的两个专门工具 | 见下面的atom-plot与ts-fft |
这里列的是命令本身注册的用途,不代表一个命令能自动处理所有量化软件的任意输出格式。
stoolbox的两个分支#
stoolbox atom-plot --help
stoolbox ts-fft --help
atom-plot读取ATOM样式径向数据并绘图。本批使用自己的解析氢样轨道数据实际调用,见轨道与密度。文件来源在正文、数据文件头和README明确说明,没有把解析模型冒充为ATOM自洽输出。
ts-fft为TranSIESTA准备辅助Poisson电势修正;完整实操已使用自有真实TBT/XV与完整网格运行。它需要教程说明的PyAMG等依赖,按个人环境准备,不能只加载基础模块就假定所有可选依赖都已具备。这里直接沿用那批完整网格结果,不为新增导航再解一遍Poisson方程。
按数据与操作查找31个主要接口家族#
| 接口家族 | 实际操作 | 对应教程 |
|---|---|---|
| Lattice/Geometry | create graphene and chain;tile/repeat,atomic and reciprocal cell | 查看操作 |
| Atoms/AtomicOrbital | one-orbital models,orbital indexing and explicit hydrogen basis | 查看操作 |
| HydrogenicOrbital | 1s/2p/3d/4f radial functions and independent normalization | 查看操作 |
| Shape/composite | Sphere/Cuboid/Ellipsoid,union/intersection/difference | 查看操作 |
| Grid | actual Si RHO,scale/difference/average/interpolation | 查看操作 |
| DensityMatrix real-space | own analytic H1s density,100^3grid,unit-aware integral | 查看操作 |
| Sparse orbital operations | tile2,untile,sub;independent folded band formula | 查看操作 |
| Hamiltonian | explicit H and generalized eigenproblem | 查看操作 |
| Overlap | native Sk and energy shift H+deltaS | 查看操作 |
| Eigenstates | S norm,IPR,probabilities,eigen-equation residual | 查看操作 |
| Spin matrices | noncollinear and SOC storage for same explicit Pauli model | 查看操作 |
| DensityMatrix/EnergyDensityMatrix | finite dimer populations and band energy | 查看操作 |
| k derivatives | native analytic derivative vs chain quotient formula | 查看操作 |
| BrillouinZone/BandStructure | native graphene high symmetry path | 查看操作 |
| MonkhorstPack | native model Brillouin zone sampling and DOS | 查看操作 |
| DOS/PDOS/distributions | native Gaussian model DOS and independent sum | 查看操作 |
| DynamicalMatrix/EigenmodePhonon | mass-reduced spring chain;eV^2/eV/THz | 查看操作 |
| RecursiveSI/SelfEnergy | Lopez-Sancho selfenergy and retarded branch | 查看操作 |
| Transport output | actual TBtrans carbon-chain transmission and DOS | 查看操作 |
| Current integration | fixed actual Hamiltonian transport data and spin/units | 查看操作 |
| SIESTA Sile readers | own actual Si2 XV,EIG,KP,RHO files | 查看操作 |
| XYZ/FDF/NC/TSHS writers | native model write/read roundtrips | 查看操作 |
| Units | independent CLI/Siesta density and reciprocal conversions | 查看操作 |
| Mixing | Linear/DIIS/Anderson fixed point with independent root | 查看操作 |
| Toolbox model factories | 11installed graphene parameter settings,33points | 查看操作 |
| Toolbox AtomInput/atom-plot | native input parser and plot command on own analytic hydrogen data | 查看操作 |
| Toolbox ts-fft | actual own TBT/XV full-grid Poisson workflow | 查看操作 |
| sgeom CLI | own actual Si2 convert/tile/rotate/translate/untile | 查看操作 |
| sgrid CLI | own actual Si density operations | 查看操作 |
| sdata CLI | own actual Si EIG DOS extraction and plot | 查看操作 |
| stoolbox CLI | both installed atom-plot and ts-fft subcommands | 查看操作 |
选择合适的起点#
已有SIESTA计算目录时,先读真实SIESTA文件,核对基组、原子/轨道顺序、单位与网格;有原生TBtrans输出时先读透射与器件DOS,保留通道、自旋和能量参考。
准备从零学习矩阵接口时,可以先运行非正交电子态、声子链和递归自能等短模型。它们的参数和独立公式明确,适合检查输入和单位;不应用模型能量替代材料DFT结果。
范围与环境条件#
这些例子覆盖当前安装版四个终端入口、两个工具箱子命令及表中的主要API家族,具体参数与数据来源分别写在对应教程。它们不是对所有类、参数组合、文件方言和物理场景逐一运行的承诺。
当前基础环境没有Plotly和mpi4py,本组使用静态Matplotlib图和单进程操作。可选交互可视化、MPI分发和外部ATOM执行需要相应独立环境与程序条件;本组不把这些路径标作已运行。普通结构、矩阵、网格和静态绘图不需要为了这个例子改动公共模块。
# 查看完整接口-实例清单,或筛选与矩阵、轨道相关的行。
head -n 12 reference-data/Sisl-major-API-examples.csv
grep -Ei 'matrix|orbital|state' reference-data/Sisl-major-API-examples.csv
公开CSV提供每项操作和教程入口。库的说明可参考 sisl官方文档与官方命令行文档;在线说明版本可能更高,实际菜单与API以本系列明确标注的0.16.4和配套脚本为准。