7.1. st2abics

abICS 入力ファイル の [config]セクション を比較的簡単に作成するために、 st2abics ツールを使うことができます。これはpymatgenで読める原子構造ファイルを読み取り、 [config] セクションを埋めたabICS入力テンプレートファイルに変換します。元の構造ファイルからどのようにして config.base_structure と config.defect_structure を構成するか指定するため、 st2abics 専用の制御ファイルが必要です。 st2abics は以下のように使用します:

$ st2abics -h
usage: st2abics [-h] inputfi structurefi [outfi]

Prepare abICS config from structure file

positional arguments:
  inputfi      toml input file for st2abics
  structurefi  Structure file that can be read by pymatgen Structure.from_file() method
  outfi        Output file to be used as abics input. Defaults to standard output

optional arguments:
  -h, --help   show this help message and exit

例がいくつか examples/st2abics に用意されています:

$ cd examples/st2abics
$ st2abics st2abics_MgAl2O4.toml MgAl2O4.vasp abics_MgAl2O4.toml # spinel
$ st2abics st2abics_CuZn.toml CuZn.vasp abics_CuZn.toml # brass
$ st2abics st2abics_BZY.toml BaZrO3.vasp abics_BZY.toml # Y-doped BaZrO3

結果として得られたファイル(上記の例では abics_MgAl2O4.toml, abics_CuZn.toml, abics_BZY.toml)は、 [sampling], [mlref], [train], [observer] セクションのキーワードが空になっており、 これらを記入した後、abICSの入力として使用することができます。

7.1.1. 入力フォーマット

st2abics の入力ファイルの例は、 examples/st2abics にあります(上の例では st2abics_CuZn.toml , st2abics_MgAl2O4.toml, st2abics_BZY.toml)。

フォーマットはabICS入力ファイルの [config] セクションに似ています。

7.1.2. キーワード

• supercell

  形式 : list型

  説明 : スーパーセルの大きさをリスト形式 [ \(\bf{a}, \bf{b}, \bf{c}\) ] で指定します.

• [[config.base_structure]] セクション

  ここでは、モンテカルロ計算中に格子サイト間で原子を交換しないbase_structureを指定します。

  • species

    形式 : 文字列のlist

    説明 : base_structureの原子種。対応する座標は入力構造ファイルから自動的に抽出されます。

  • fix

    形式 : bool型 ("true" or "false")

    説明 : base_structureの局所的な緩和を行わない場合true、行う場合はfalseに設定する。

• [[config.defect_structure]] セクション

  このセクションは、配置サンプリングを行う副格子を指定します。 複数の [[config.defect_structure]] セクションが存在しても構いません。 例えば、陽イオンの配置サンプリングを行う副格子と、陰イオンの配置サンプリングを行う副格子を指定することが できます。

  • site_center_species

    形式 : 文字列のlist

    説明 : 元の構造ファイルに含まれる原子種のうち、配置サンプリングを行う格子サイトと対応するもの。

  • [[config.defect_structure.groups]] サブセクション

    このセクションでは、配置サンプリングを行う格子サイト上に配置される原子グループを指定します。もしこのセクション がない場合は、 site_center_species を基に、入力された構造ファイルから自動的に構築されます。

    • name

      形式 : 文字列

      説明 : 原子グループの名前。

    • species

      形式 : 文字列のlist

      説明 : 原子グループに属する原子種のリスト。 デフォルト値は、[name]です。 元の構造ファイルに含まれない原子種も指定できます。 さらに、空のリスト [] で格子欠陥を表現できます。 例として、サンプルにある st2abics_BZY.toml を参照してください。

    • coords

      形式 : listのlistのlist あるいは文字列

      説明 : 原子グループがとることのできる配向ごとの原子グループ内の各原子の座標（入力ファイルのcoords定義 参照 ）。 デフォルト値は[[[0.0, 0.0, 0.0]]です。

    • num

      形式 : int

      説明 : このセクションで指定した原子グループの数。スーパーセル内のサイト数に応じた数を指定してください。