Create POSCARs to calculate the energy barrier of the "layered to spinel transformation" in doped cathode materials, e.g. LiCoO2, LiNiO2. 这段代码主要用于处理VASP软件中的POSCAR/CONTCAR文件,具体功能为创建一个初始结构含有锂三空位的POSCAR文件。VASP是一款用于从头算模拟固体材料性能的材料计算软件。POSCAR/CONTCAR文件用于描述晶体结构。以下是对代码的逐行解释:
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导入numpy库:用于进行数值计算。
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定义一个名为dist的函数,用于计算两个原子之间的距离。
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打印Step 1的提示信息。
4-5. 提示用户输入原始POSCAR/CONTCAR文件的文件名,并读取该文件。
6-16. 从输入文件中读取每个元素的类型和数量,然后计算原子总数。
17-23. 从输入文件中读取晶格基矢量。
24-42. 读取原子的位置信息,并将其限制在特定的范围内:x、y、z坐标范围为-0.25到0.9。
- 将直接坐标转换为笛卡尔坐标。
44-46. 初始化Ni原子的索引、最近邻Ni原子的索引和最近邻Ni原子的距离。
47-51. 在原子位置中查找位于(0,0,0)处的Ni原子,并将其索引存储在Ni_index变量中。
52-58. 遍历所有原子,并找到最近邻的Ni原子。将最近邻Ni原子的索引存储在NN_Ni_index变量中。
59-60. 打印研究对象的TM原子编号以及将被更改为掺杂元素的TM原子编号。
61-74. 搜索Li三空位的位置。首先找到距离研究对象的Ni原子最近的Li原子,然后找到与该Li原子在z轴方向上相近、x轴和y轴方向上相邻的Li原子。
75-76. 打印被移动以创建Li三空位的Li原子编号以及其笛卡尔坐标。
77-88. 寻找沿x轴和y轴方向的两个Li原子。这两个原子与之前找到的Li原子在z轴方向上相近,但在x轴和y轴方向上相邻。
89-90. 打印被移动的Li原子编号以及其x轴和y轴方向上相邻的Li原子编号和笛卡尔坐标。
- 将被移动的Li原子的直接坐标设置为其在x轴和y轴方向上相邻的两个Li原子的中间位置。
总之,这部分代码主要用于在给定的晶格结构中搜索Ni原子、掺杂位点和Li三空位位点并进行相应的调整。
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从用户那里获取掺杂元素的名称。
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创建一个新的输出文件名,该文件名基于输入文件名与掺杂元素名称。
95-96. 以写入模式打开新的输出文件。
97-98. 获取输入文件的前五行,即POSCAR文件的标题信息。
99-112. 根据掺杂元素的位置,创建一个新的元素列表new_elements和原子数量列表new_num_of_elements,这两个列表将包含掺杂元素及其数量。
113-114. 将标题信息写入输出文件。
115-120. 将新的元素列表和原子数量列表写入输出文件。
- 将直接坐标标签“Direct”写入输出文件。
122-129. 将经过修改的原子直接坐标写入输出文件。
130-131. 输出完成的提示信息,以及结果存储的文件名。
总之,这部分代码主要用于将经过修改的晶格结构(包括掺杂元素和Li三空位)输出到新的文件中。