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kpath_seekpath.py

kpath_seekpath.py

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kpath_seekpath.py
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概要:
    `seekpath` ライブラリを用いて、指定された結晶構造の高対称k点経路とバンド構造計算用のk点リストを生成・表示します。

詳細説明:
    本スクリプトは、CIFファイルから結晶構造を読み込み、`pymatgen` を使用してプリミティブセルに変換します。
    その後、変換された構造情報を `seekpath` ライブラリが要求する形式に整形し、
    以下の処理を実行します。
    1. 結晶構造のブラベ格子に基づいて、標準的な高対称k点経路を特定します。
    2. 特定された高対称点の座標を表示します。
    3. バンド構造計算に利用可能な、経路上の明示的なk点リストを生成します。

    デフォルトでは 'ZnO.cif' を入力ファイルとして使用しますが、
    コマンドライン引数で別のCIFファイルを指定することも可能です。

    Example:
        python kpath_seekpath.py structure.cif

関連リンク:
    :doc:`kpath_seekpath_usage`
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# Y. Hinuma, G. Pizzi, Y. Kumagai, F. Oba, I. Tanaka, "Band structure diagram paths based on crystallography," Computational Materials Science 128, 140 (2017).

import sys
import numpy as np
from pymatgen.core import Structure
import seekpath

infile = 'ZnO.cif'

if __name__ == "__main__":
    if len(sys.argv) > 1:
        infile = sys.argv[1]


def main():
    structure = Structure.from_file(infile)
    prim = structure.get_primitive_structure()

    cell = prim.lattice.matrix
    positions = prim.frac_coords
    atomic_numbers = [site.specie.Z for site in prim]

    spglib_cell = (cell, positions, atomic_numbers)

# 標準的なk pathを取得
    result = seekpath.get_path(spglib_cell)

    print("\n=== 経路 ===")
    for seg in result['path']:
        print(" → ".join(seg))

    print("\n=== 高対称点座標 ===")
    for k, v in result['point_coords'].items():
        print(f"{k:3s} : {v}")

# バンド構造計算用のk点リストを取得
    explicit = seekpath.get_explicit_k_path(spglib_cell, result['path'])

#print("\n=== k点リスト (分率座標) ===")
#for kp, label in zip(explicit['explicit_kpoints_rel'], explicit['explicit_kpoints_labels']):
#    print(f"{label:6s} : {kp}")

#print("\n=== k点リスト (絶対座標) ===")
#for kp, label in zip(explicit['explicit_kpoints_abs'], explicit['explicit_kpoints_labels']):
#    print(f"{label:6s} : {kp}")

#print("\n=== 線形座標 (プロット用x軸) ===")
#print(explicit['explicit_kpoints_linearcoord'])


if __name__ == '__MAIN__':
    main()