Crystal メニュー

本ドキュメントでは、Launcher の Crystal メニュー（結晶構造解析機能群）について説明する。 対象スクリプト：

  • 7-012-Crystal.ini

1. 概要

Crystal メニューは、CIF（結晶構造ファイル）を中心とした解析・変換・可視化ツール群を提供する。

主な機能：

  • CIF ファイル管理・変換

  • 構造解析（対称性、距離、RDF）

  • 物性計算（BVS, マーデルングポテンシャル）

  • 結晶操作（回転、表面、超格子）

  • 可視化（VESTA, Brillouin zone）

  • 群論解析（点群・空間群）

2. メニュー初期化

2.1 [Crystal].select

[Crystal].select
join_path section_root_dir $(tkprog_X_path) crystal
add_tooltip 1 "Manage CIF file"
add_tooltip 2 "Show CIF help and edit crystal programs"
add_tooltip 4 "Plot XRD pattern"
add_tooltip 5 "Phase determination by XRD fitting"
add_tooltip 6 "Split data and fitting to XRD data"
add_tooltip 7 "Calculate BVS"
add_tooltip 8 "Calculate Madelung potentials"
End

説明

  • Crystal 機能のルートディレクトリ設定

  • 各ボタンのツールチップ定義

3. 主要ボタン一覧（GUI対応）

画像に対応する主ボタン：

ボタン

機能

Manage CIF

CIF操作メイン

VESTA

可視化

Bond valence sum

BVS計算

Madelung potential

静電ポテンシャル

Draw first B.Z.

ブリルアンゾーン

Point group

点群解析

Space group

空間群解析

4. CIF 管理（最重要機能）

4.1 Button1.Crystal : Manage CIF

CIF操作の中核機能。

処理の流れ

  1. CIFファイル選択

  2. 作業ディレクトリ設定

  3. GUIダイアログ表示

  4. 各種処理を実行

4.2 主な機能カテゴリ

4.2.1 情報取得

ボタン

内容

Inf(tklib)

自作ライブラリ

Inf(pymatgen)

pymatgen

Inf(perl)

Perl

4.2.2 対称性操作

P1化（対称性除去）

call [CIF_P1]

対称性検出

  • pymatgen版

  • Perl版

call [CIF_symmetrize]
call [CIF_symmetrize_perl]

4.2.3 構造変換

超格子

call [CIF_make_superlattice]

格子変換

call [CIF_convert_lattice]

4.2.4 幾何操作

機能

内容

rotate

回転

surface

表面作成

extract

一部抽出

4.2.5 距離・RDF

距離

call [CIF_Distance_perl]

RDF

call [CIF_RDF]
call [CIF_RDF_perl]

5. 外部ツール連携

5.1 VESTA

[Button2.Crystal]
$(start) "$(vesta_path)"

  • CIF可視化ツール

5.2 Explorer / cmd

call [CIF_explorer]
call [CIF_cmd]

  • 作業ディレクトリを開く

6. 物性計算

6.1 Bond Valence Sum（BVS）

[Button7.Crystal]

実装

  • tklib

  • pymatgen

  • Perl

  • BVAnalyzer

実行

call [BVS_calculate_*]

6.2 Madelung ポテンシャル

[Button8.Crystal]

特徴

  • Ewald法による静電ポテンシャル

  • Python / Perl 両対応

7. 可視化

7.1 ブリルアンゾーン

[Button13.Crystal]

設定可能項目

  • 格子（FCC, BCCなど）

  • 格子定数

  • 表示範囲

  • k-path表示

実行

call [bz_draw_exec]

8. 群論機能

8.1 点群

[Button14.Crystal]

機能

  • 点群リスト

  • 生成元表示

  • XYZ展開

  • 対称操作

  • 振動モード解析

8.2 空間群

[Button15.Crystal]

機能

  • 空間群一覧

  • 座標展開

  • ステレオ投影

9. 設計上の特徴

Crystal メニューは以下の特徴を持つ：

9.1 多言語バックエンド

  • Python

  • Perl

  • pymatgen

用途に応じて使い分ける設計

9.2 GUI + CLI ハイブリッド

  • GUIで設定

  • コマンドライン実行

例：

$(start_cmd_c) "$(python_path)" "$(script_path)"

9.3 CIF中心設計

すべての処理は基本的に：

  1. CIF選択

  2. 作業ディレクトリ設定

  3. スクリプト実行

10. 画面との対応

画像にある：

  • 左：機能カテゴリ（Crystal選択）

  • 下：ボタン群

  • 右：補助操作（Explorer / Editor）

は .ini の以下に対応：

  • [Button*.Crystal] → 下部ボタン

  • .select → ツールチップ・初期化

  • 各 [CIF_*] → 内部処理

11. まとめ

Crystal メニューは、Launcher の中でも最も機能が豊富なモジュールであり、以下を統合している：

  • CIF処理

  • 結晶構造解析

  • 物性計算

  • 可視化

  • 群論

特に、

  • pymatgen

  • Perlスクリプト群

  • 独自Pythonツール

を統合した「結晶解析統合環境」として設計されている。