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2.1.1 STRU文件准备。2024.02.27

结构文件目前网上比较好找的是cif格式的文件,获取方式一般是从数据库下载或者其他软件中导出。获取到原包结构之后还需要对原包进行扩胞等操作。

结构文件目前网上比较好找的是cif格式的文件,获取方式一般是从数据库下载或者其他软件中导出。获取到原包结构之后还需要对原包进行扩胞等操作。

  1. 获取晶体结构文件*.cif,通过数据库 或 相关软件获取。

  1. 从数据库下载(materials project 网站):

在刘建川写的ABACUS+DPGEN教程 使用教程中,也提到,可以在materials project 网站 下载 cif 文件,同时还需要搜寻单个材料的不同结构。

以铍单晶为例,数据库下载地址为:https://next-gen.materialsproject.org/materials/mp-87?chemsys=Be,其中有三种构型可下载。

以铍铜合金为例,数据库下载地址为:https://next-gen.materialsproject.org/materials?_limit=50&chemsys=Be-Cu,其中有四种构型可下载。

  1. materials studio 软件建模。

materials studio软件具有很好的可视化界面,其中有部分可用的结构文件可以让我们使用。安装materials studio之后打开软件可以在,File>Import>*中对应的文件夹下找到相关构型并导入软件,当然在数据库下载的cif文件也可以导入。

  1. 在Materials studio中可以对相应的结构进行扩胞、截面等操作,然后用File>Export导出cif结构文件。

  2. 把导出的cif文件加入到gitee的仓库中,以便上传至服务器中。

  1. cif文件转换STRU文件 2024.02.27

截止目前,我所知道的STRU结构转换方法有4种:

1.ASE对cif或相关文件转换,(目前ASE已经包含ABACUS,具体使用可能还需要其他使用教程,Bohrium的notebook中有一个转换结构使用教程《ABACUS 使用教程|如何转换 STRU 文件》,网址https://nb.bohrium.dp.tech/detail/9814968648);

2. dpdata对cif或相关文件转换(暂无教程,感兴趣的研究者可做相关教程),做DP势函数后续必定要熟悉dpdata的使用,以便后续筛选清洗数据等,等教程和视频录制做完之后我再学习dpdata;

3. ATOMKIT 对cif文件进行转换;

4. 自己写脚本进行转换。

我主要使用第3种方式---用atomkit进行转换;由于ASE和dpdata我使用不熟,因此我不做介绍,希望有其他人可以贡献一个结构转换的比较全面的教程。

  1. atomkit下载与安装 2024.02.27
  1. 下载:到官网下载ATOMKIT,网址:https://vaspkit.com/atomkit.html或,者到atomkit开发者的QQ群下载,qq群号868296193。

  2. 安装:下载文件之后上传至服务器,然后用tar axvf 命令解压,之后进入解压的文件夹,运行安装脚本

bash setup.sh

如果正常结束则可以使用atomkit命令

  1. atomkit转换cif结构文件至STRU文件 2024.02.27
  1. 先通过cd进入包含cif文件夹内,在服务器终端输入atomkit 命令,则会出现atomkit的使用提示界面,

可以看到在小人脚下有具体的功能提示,其中:1) Export Structures,就是转换结构需要的。输入1 然后按回车会有下步提示。

  1. 提示中包含导出格式选择“Export Format Options” 其中需要导出的格式选择“101) ABACUS (*.stru),”输入101然后回车,会得到下一步提示

  1. 其中包含导入文件的格式“Import Format Option”,在此容易出错所以软件在提示下方给了一个例子。

  1. 输入“113 youself.cif”然后按回车,就会在原来文件夹下导出一个*.STRU的结构文件,该文件即为ABACUS可识别的STRU。

  1. Be16 STRU结构文件简介 2024.02.27

以下以Be单晶为例对STRU结构进行一下说明,以便初学者对结构文件有个大概认识。

包含16个Be原子的晶体结构用atomkit转换成STRU后用vscode(或者notepad++或写字板打开)可以看到:

ATOMIC_SPECIES
Be    9.012  Be_ONCV_PBE-1.0.upf
NUMERICAL_ORBITAL
Be_gga_10au_100Ry_4s1p.orb
LATTICE_CONSTANT
1.889726
LATTICE_VECTORS
4.571200000000  0.000000000000  0.000000000000
-2.28560000000  3.958775325779  0.000000000000
0.000000000000  0.000000000000  7.166400000000
ATOMIC_POSITIONS
Direct
Be
0.000
16
0.166670000000  0.333340000000  0.125000000000  1  1  1  mag  0.0
0.333330000000  0.166670000000  0.375000000000  1  1  1  mag  0.0
0.666660000000  0.333330000000  0.125000000000  1  1  1  mag  0.0
0.833340000000  0.166670000000  0.375000000000  1  1  1  mag  0.0
0.166670000000  0.833340000000  0.125000000000  1  1  1  mag  0.0
0.333330000000  0.666670000000  0.375000000000  1  1  1  mag  0.0
0.666660000000  0.833330000000  0.125000000000  1  1  1  mag  0.0
0.833340000000  0.666670000000  0.375000000000  1  1  1  mag  0.0
0.166670000000  0.333340000000  0.625000000000  1  1  1  mag  0.0
0.333330000000  0.166670000000  0.875000000000  1  1  1  mag  0.0
0.666660000000  0.333330000000  0.625000000000  1  1  1  mag  0.0
0.833340000000  0.166670000000  0.875000000000  1  1  1  mag  0.0
0.166670000000  0.833340000000  0.625000000000  1  1  1  mag  0.0
0.333330000000  0.666670000000  0.875000000000  1  1  1  mag  0.0
0.666660000000  0.833330000000  0.625000000000  1  1  1  mag  0.0
0.833340000000  0.666670000000  0.875000000000  1  1  1  mag  0.0

(注:STRU内第一列没有1,2,3,4,……31的标注,飞书代码框的显示)包括:原子类型,所使用的势函数,晶格常数,晶胞信息,原子坐标和个数,是否固定,是否包含磁性等。具体STRU的介绍和其他信息可等软件使用熟悉之后去官网了解(https://abacus.deepmodeling.com/en/latest/advanced/input_files/stru.html)

同样用vscode或记事本,打开前边获取的cif文件,也可以看到相关的晶体结构信息。那么结构文件的转换就是把数据格式重新选择和排列,如果有能使用的工具或软件,会方便很多,实在不行可自行编写脚本来完成(当然编写脚本耗时会很多,且一般来说没必要浪费时间在重复脚本的编写上,除非简单的方法解决不了)。



作者:朱雪刚 邮箱:xuegangzhu@qq.com; 工作单位:石家庄学院 理学院/北京科学智能研究院(AISI)访问学者2023.07-2024.09,访问导师北京大学陈默涵; 徐张满仓 邮箱: xuzhangmancang@dp.tech

截止2024.07.21录制视频教程已上传至Bohrium的课程《DeePMD应用案例讲解:铜原子掺杂铍晶体的机器学习势函数拟合过程演示》网址: https://bohrium.dp.tech/courses/1075495070?tab=courses 后续会在Bohrium平台更新

注意:后续的更新,大部分会在Bohrium课程平台进行,请看教程入门的同学加入课程进行学习;且录制的视频课程会把一些个人观点给加入,从个人观点来看比文字教程的内容更多

写教程内容讨论QQ群:143276924 DPGEN+ABACUS教程准备;

ABACUS软件的QQ群:759914681,群内有专职开发人员,目前ABACUS提问问题以github的issue为主,群内可作为辅助提问。

欢迎大家推广本教程,让更多的dp入门学习者有个参考,目前2024.09.16我联系的微信公众号推广是 lammps加油站的小马老师(我也报名了小马老师的一对一辅导)。当然也看到lammps爱好者在转发推广。感谢大家公众号的推广。


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