最終目標設定
既存の結晶構造から，炭酸イオン（CO32-）を１つの点に置換した新しい結晶構造を作成する．
今回行ったことの流れ
1．約30万個のPOSCARファイル※の中から，元素種C，Oを含むものを抽出する．
※ COD（Crystallography Open Database[1]）から得たcifファイルをcif2cell[2]を用いて，変換した．
2. 1. で抽出したPOSCARファイルから，各原子について1.7Å※以内の隣接原子がリスト化されたPOSCAR.nnlist（というテキストファイル）を作成する．
※ 炭酸イオンの熱化学半径は1.64Å[3]
3. 2.で得たPOSCAR.nnlistから，隣接原子のリストに，Cを1つかつOを3つ含む，POSCAR.nnlistを抽出する．
4. 3.で抽出したPOSCAR.nnlistに対して，Cを1つかつOを3つ含む原子団のxyz座標を，各々の原子座標の相加平均で置き換える．
5. オリジナルと生成したPOSCARファイルを可視化して比較する．
[1] COD: https://www.crystallography.net/cod/
[2] cif2cell: https://github.com/torbjornbjorkman/cif2cell
[3] スマート，L．・Ｅ．ムーア 著，河本 邦仁・平尾 一之 訳，入門 固体化学，化学同人（1996）
1. の詳細（：約30万個のPOSCARファイルの中から，元素種C,Oを含むものを抽出）
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get_poacar_file_folder_abs_path_list.py[[4]
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入力：COD[1]からダウンロードしたcifファイルを変換したPOSCARファイル約30万件が入ったディレクトリ(：308325件)
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出力：poscar_abs_path_list.npy
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get_C_O_existed_poscar_abs_path_list.py[5]
- 入力：poscar_abs_path_list.npy
- 出力：C_O_existed_poscar_abs_path_list.npy
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get_C_O_existed_poscar_folder_abs_path_list.py[6]
- 入力：C_O_existed_poscar_abs_path_list.npy
- 出力：C_O_existed_poscar_folder_abs_path_list.npy
[4] https://github.com/k-morii-toridai/scripts_get_poscar_abs_path_list.git
[5] https://github.com/k-morii-toridai/scripts_get_C_O_existed_poscar_abs_path_list.git
[6] https://github.com/k-morii-toridai/scripts_get_C_O_existed_poscar_folder_abs_path_list.git
2. の詳細（：各原子について1.7Å以内の隣接原子のリストPOSCAR.nnlistを作成）
- mk_nnlist_by_poscar2nnlist.py[7]
- 準備（requirment）：poscar2nnlist[8]
- 入力：POSCAR※
- ※ C_O_existed_poscar_folder_abs_path_list.npyで各POSCARの絶対パスを指定
- 出力：POSCAR.nnlist
- 出力先：各ディレクトリ
[7] https://github.com/k-morii-toridai/scripts_mk_nnlist.git
[8] 研究室で作成されたfortranで書かれたバイナリファイル．各環境でビルドする必要がある．
3. の詳細（：隣接原子のリストに，Cを1つかつOを3つ含むPOSCAR.nnlistと親フォルダのリストを抽出）
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get_CO3-contained_nnlist_abs_path_list.py[9]
- 入力：C_O_existed_poscar_folder_abs_path_list.npy
- 出力：CO3_contained_nnlist_abs_path_list.npy
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get_CO3_contained_poscar_folder_abs_path_list.py[10]
- 入力：CO3_contained_nnlist_abs_path_list.npy
- 出力：CO3_contained_poscar_folder_abs_path_list.npy
[9] https://github.com/k-morii-toridai/scripts_get_CO3-contained_nnlist_abs_path_list.git
[10] https://github.com/k-morii-toridai/scripts_get_CO3-contained_poscar_folder_abs_path_list.git
4. の詳細（：Cを1つかつOを3つ含む原子団のxyz座標を，各々の原子座標の相加平均で置換）
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mk_CO3-clusterd_poscar.py[11]
- 入力：POSCAR, POSCAR.nnlist
- 出力：POSCAR
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do_mk_CO3-clusterd_poscar.py.py[11]
- 入力：mk_CO3-clusterd_poscar.py，CO3_contained_poscar_folder_abs_path_list.npy
- 出力：各ディレクトリでmk_CO3-clusterd_poscar.pyの出力
[11] https://github.com/k-morii-toridai/scripts_mk_CO3-clusterd_poscar.git
5. の詳細（：オリジナルと生成したPOSCARファイル可視化して比較）
VESTA（Visualization for Electronic and STructural Analysis）[12]を用いて，各結晶構造を可視化した．以下，左図にオリジナル，右図に生成したものを配置している．
[12] https://jp-minerals.org/vesta/jp/
- 例1）1000033（：BaCO3）
- 例2）1000320（：Ba3ScCO3F7）
注）Ba2+，Sc3+，F-，CO32-
- 例3）1000372（：KCuCO3F）
注）K+，Cu2+，CO32-，F-
- 例4）1000459（：Ca4Al2(OH)12CO3(H2O)5）
注）Ca2+，Al3+，OH-，CO32-，H2O
