Phonopy-Spectroscopy 计算ZnS红外

红外强度不仅由频率决定，还取决于模式引起的偶极变化。本例用ZnS的真实VASP力常数和Born电荷，计算Γ点模式有效电荷及红外强度。

下载完整光谱实例包。在新目录解压后操作；包内包含真实输入、已有DFT响应、25个操作条件、原生输出、数据来源说明和绘图脚本。

1. 准备哪些文件#

mesh.yaml
BORN
POSCAR

mesh.yaml需要实际包含Γ点频率、本征向量、结构和质量。只有DOS或能带图片不能作为红外输入。使用HDF5格式时，另提供匹配的 phonopy.yaml。

本例原胞为S、Zn各1个原子，六条模式。文件中的质量为S=32.065、Zn=65.38 amu，按实际模式文件使用，不在中途更换质量表。

2. 一次运行本例#

bash prepare.sh
bash ir.sh

结果在 work/zns-ir-L5/：

IR-PeakTable.dat
IR-Spectrum.dat
IR-Spectrum.png

在已经放好输入的目录中，底层命令为：

phonopy-ir --linewidth 5 --spectrum-range "100 500"

默认频率单位cm⁻¹。注意频率区间是一个带引号的参数，不能把后面的500当作独立参数传入。

3. 本例完整BORN#

14.399652
6.132217050000005 -1.3799192150979052e-32 1.3799192150979054e-32 -2.1729834716729258e-32 6.132217050000005 1.3799192150979054e-32 -2.172983471672925e-32 1.864834680570967e-32 6.132217050000005
-2.0628194599999996 -9.872503362906363e-17 -6.162975822039155e-33 -9.872503362906363e-17 -2.0628194599999996 9.872503362906362e-17 -2.0543252740130515e-33 9.872503362906362e-17 -2.0628194599999996
2.0628194599999996 9.872503362906363e-17 6.162975822039155e-33 9.872503362906363e-17 2.0628194599999996 -9.872503362906362e-17 2.0543252740130515e-33 -9.872503362906362e-17 2.0628194599999996

第一行为换算因子，第二行为电子介电矩阵，后面两行按S、Zn顺序给Born张量。声子本征向量、质量和电荷必须采用同一原胞原子顺序。更复杂晶体可以使用由Phonopy对称性扩展的BORN文件，不能凭元素数量猜测需要多少行。

4. 读峰表#

cat work/zns-ir-L5/IR-PeakTable.dat

三个光学模式频率均为 259.699456 cm⁻¹，每个模式的强度为 0.197790687 e²/amu。三个声学平移模式的有效电荷接近零，峰表中零附近微小负频值属于该数据的数值残差，需要结合模式判断。

独立提取按以下顺序计算：先将本征向量除以原子质量平方根，再与Born电荷相乘并求和，最后对三个极化方向取模平方之和。输出是模式有效电荷平方，不是给定浓度与光程的绝对吸光度。

本例使用无NAC的Γ点横向光学频率。Born电荷还可用于LO–TO修正，见ZnS极性声子；不要把这里的一个峰当成所有纵向/横向响应。

5. 改线宽和比较格式#

bash run.sh zns-ir-L2
bash run.sh zns-ir-L10
bash run.sh zns-ir-hdf
bash run.sh zns-ir-csv

2、5、10 cm⁻¹是人为选择的Lorentzian FWHM，便于展示峰形。HDF条件实际通过 mesh.hdf5 读模式，得到与YAML一致的峰表。

换自己的材料时，先从匹配的力常数生成包含Γ点和本征向量的网格文件，再取得Born电荷；不要把另一种结构的BORN复制过来。