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Python
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Python
from pymatgen.core import Structure
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from pymatgen.io.vasp import Poscar
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def create_supercell_poscar(cif_path, supercell_matrix, output_filename="POSCAR_supercell"):
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"""
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从CIF文件读取晶体结构，根据指定的矩阵进行扩胞，并生成VASP POSCAR文件。
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Args:
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cif_path (str): 输入的CIF文件路径。
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supercell_matrix (list or tuple): 3x3的扩胞矩阵。
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- 对于简单的对角扩胞 (例如 2x2x4)，使用: [[2, 0, 0], [0, 2, 0], [0, 0, 4]]
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- 对于非对角扩胞 (例如 a_s=3a, b_s=2a+4b, c_s=6c)，使用: [[3, 0, 0], [2, 4, 0], [0, 0, 6]]
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output_filename (str): 输出的POSCAR文件名。默认为 "POSCAR_supercell"。
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Returns:
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bool: 如果成功生成文件则返回 True，否则返回 False。
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"""
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try:
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# 1. 从CIF文件加载结构
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# 使用 from_file 静态方法直接读取
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# primitive=False 确保我们使用CIF中定义的晶胞，而不是其原胞
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original_structure = Structure.from_file(cif_path, primitive=False)
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print("--- 原始晶胞信息 ---")
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print(f" 原子数: {original_structure.num_sites}")
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print(f" 化学式: {original_structure.composition.reduced_formula}")
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print(f" 晶格参数 (a, b, c, α, β, γ):")
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lat = original_structure.lattice
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print(f" {lat.a:.4f}, {lat.b:.4f}, {lat.c:.4f}, {lat.alpha:.2f}, {lat.beta:.2f}, {lat.gamma:.2f}")
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# 2. 进行扩胞操作
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# 注意：pymatgen 会自动处理原子坐标的映射
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supercell_structure = original_structure * supercell_matrix
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print("\n--- 扩胞后信息 ---")
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print(f" 扩胞矩阵: {supercell_matrix}")
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print(f" 新原子数: {supercell_structure.num_sites}")
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print(f" 新化学式: {supercell_structure.composition.reduced_formula}")
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print(f" 新晶格参数 (a, b, c, α, β, γ):")
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super_lat = supercell_structure.lattice
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print(f" {super_lat.a:.4f}, {super_lat.b:.4f}, {super_lat.c:.4f}, {super_lat.alpha:.2f}, {super_lat.beta:.2f}, {super_lat.gamma:.2f}")
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# 3. 创建Poscar对象并写入文件
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# comment 参数可以设置POSCAR文件的第一行注释
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poscar = Poscar(supercell_structure, comment=f"Supercell from {cif_path}")
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poscar.write_file(output_filename)
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print(f"\n成功！已将扩胞结构写入文件: {output_filename}")
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return True
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except Exception as e:
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print(f"发生错误: {e}")
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return False
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# --- 使用示例 ---
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# 假设您的CIF文件名为 "origin.cif"，并且与此脚本在同一目录下。
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# 如果您在复现 Wang Shuo 的工作，他们可能使用了不同的扩胞方案。
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# 例如，用于MD模拟的大超胞是 2x2x4 [source_id: 3]。
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# 而用于DP-GEN探索的小超胞是 1x1x2 [source_id: 3]。
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# 示例1：生成用于DP-GEN探索的 1x1x2 小超胞 (60个原子)
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print("="*40)
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print("正在生成 1x1x2 超胞 (用于 DP-GEN 探索)...")
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matrix_1x1x2 = [[1, 0, 0], [0, 1, 0], [0, 0, 2]]
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create_supercell_poscar("data/P3ma/origin.cif", matrix_1x1x2, "data/P3ma/output/POSCAR_1x1x2_60atoms")
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# 示例2：生成用于LAMMPS MD模拟的 2x2x4 大超胞 (480个原子)
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# print("\n" + "="*40)
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# print("正在生成 2x2x4 超胞 (用于 LAMMPS MD 模拟)...")
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# matrix_2x2x4 = [[2, 0, 0], [0, 2, 0], [0, 0, 4]]
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# create_supercell_poscar("origin.cif", matrix_2x2x4, "POSCAR_2x2x4_480atoms")
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#
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# # 示例3：生成 Geng 等人研究中使用的大超胞 (2160个原子) [source_id: 1]
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# # 这个扩胞矩阵 a_s = 3a_0, b_s = 2a_0 + 4b_0, c_s = 6c_0 [source_id: 1]
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# print("\n" + "="*40)
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# print("正在生成非对角扩胞超胞 (Geng et al.)...")
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# matrix_geng = [[3, 0, 0], [2, 4, 0], [0, 0, 6]]
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# create_supercell_poscar("origin.cif", matrix_geng, "POSCAR_Geng_2160atoms") |