7.1. st2abics

abICS 入力ファイル[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/standard/st2abics 用意されています:

$ cd examples/standard/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、 [replica][solver][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/standard/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元素種のうち、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元素種のリスト。 デフォルト値は、[name]です。 元の構造ファイルに含まれない元素種も指定できます。 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。