第一原理計算などを行う際にpythonを使って結晶構造ファイルの処理をする必要があるのだが、結晶構造のファイル形式には以下の4種類がある。
- CIF：Crystallographic Information File。ICSDなどでもこの形式
- POSCAR：VASPに入力する際のファイル形式(.vasp)
- structure：pythonライブラリであるpymatgenの形式
- atoms：pythonライブラリであるASEの形式
計算したい内容などによってpymatgenやASEを使い分けたり、場合によっては両方使ったりする。その度にいちいち変換の仕方を調べているのでまとめる。
1. atomsとPOSCARの変換
atoms ⇒ POSCAR
ase.io.writeを使う。
from ase.io import write
write('POSCAR.vasp', images=atoms, format='vasp', direct=True, vasp5=True, sort=False)
POSCAR ⇒ atoms
from ase.io import read
atoms = read('POSCAR.vasp', format="vasp")
詳しくはこちらを参照。
https://wiki.fysik.dtu.dk/ase/ase/io/formatoptions.html#vasp
2. atomsとstructureの変換
どちらの変換もpymatgen.io.ase.AseAtomsAdaptorを使う。
https://pymatgen.org/pymatgen.io.ase.html
atoms ⇒ structure
from pymatgen.io.ase import AseAtomsAdaptor
structure = AseAtomsAdaptor.get_structure(atoms)
structure ⇒ atoms
from pymatgen.io.ase import AseAtomsAdaptor
atoms = AseAtomsAdaptor.get_atoms(structure)
3. CIFとstructureの変換
pymatgenのStructureを使う。すごい簡単。
CIF ⇒ strucutre
from pymatgen.core.structure import Structure
structure = Structure.from_file("./xxx.cif")
strucutre ⇒ CIF
structure.to(filename="xxx.cif")
4. POSCARとstructureの変換
pymatgenのPoscarを使う。
POSCAR ⇒ strucutre
from pymatgen.io.vasp import Poscar
poscar = Poscar.from_file('POSCAR.vasp')
structure = poscar.structure
strucutre ⇒ POSCAR
from pymatgen.io.vasp import Poscar
poscar = Poscar(structure)
poscar.write_file(filename="POSCAR.vasp",significant_figures=16)
5. CIFとPOSCARの変換
VESTAを使ってもよいが、python上で変換する場合は以下の通り。
他にも良い方法がありそう・・・。
POSCAR ⇒ CIF
from pymatgen.io.vasp import Poscar
from pymatgen.io.cif import CifWriter
p = Poscar.from_file('POSCAR')
w = CifWriter(p.structure)
w.write_file('xxx.cif')
CIF ⇒ POSCAR
parser = CifParser('xxx.cif')
struct = parser.get_structures(primitive=primitive)[0]
poscar = Poscar(structure)
poscar.write_file(filename="POSCAR.vasp",significant_figures=16)
6. CIFとatomsの変換
atomsとPOSCARの変換の時と同じくASEのreadとwriteを使う。
CIF ⇒ atoms
from ase.io import read
atoms = read('xxx.cif', format="cif")
atoms ⇒ CIF
from ase.io import write
write('xxx.cif', images=atoms, format='cif')
変換方法は上記に示したもの以外もあるのでよりおすすめの方法があれば教えてください。