MS软件gulp模块中文翻译19-GIN文件

.gin文件包含运行GULP所需的信息：模拟单元的结构和计算设置。该文件由包含关键字和相关值的行组成。

启动计算或单击“GULP作业文件”对话框上的“保存文件”按钮时，Materials Studio会生成.gin文件。使用界面选择的作业选项在生成的.gin文件中显示为关键字。

在某些情况下，您可能希望手动将关键字添加到.gin文件中。在独立模式下运行GULP主题中介绍了该过程。

注意：选项格式的描述使用标准表示法，其中可选条目显示为[value]。当一个值应该属于预定义的枚举时，它显示为value1/value2/value3。类型3*标志的表示法意味着应该有三个标志类型的输入值。

输入行格式

总的来说，只需要使用任何单词的前四个字母，除非这无法指定唯一的单词，并且输入不区分大小写，因为所有字符在读入时都会转换为小写。

输入的第一行是唯一的一行，被称为关键字行。关键词都应该在这行上给出。这些由不需要进一步参数的控制字组成，并且通常指定要由程序执行的任务。例如，典型的关键字行类似于：optimize-conp-properties phonon或缩写形式：opt-conp-prop-phon

单词告诉GULP进行恒压优化，然后计算优化几何体的晶格性质和声子。关键字行中的单词顺序并不重要。

所有后续行都可以按任何顺序给出，除非该行与前一条输入有关。此类行包含“选项”，通常还需要指定进一步的信息。此信息通常可以在同一行或后续行中出现。例如，要应用于结构的压力可以输入为：pressure 10.0或：pressure 10.0.在许多情况下，如果您不希望使用默认值：pressure 1000 kbar，也可以指定单位。任何以“#”开头的行以及行中“#”后面的任何行都被视为注释，因此程序会忽略。

当使用多个结构执行运行时，假设任何与结构相关的选项都适用于给定的最后一个结构，或者如果尚未指定结构，则适用于第一个结构。某些选项应指定为特定选项的子部分。例如：可观测弹性2 1 1 54.2 3 49.8 hfdlc 1 1 2.9 end如果没有歧义，GULP将接受这些选项，即使省略了observables，但是，如果包含部分标题，它会使输入更具可读性。GULP只读取输入文件中一行的前80个字符。如果输入行太长，无法满足此限制，则可以在第二行或更多行上继续该行，方法是在行的末尾添加连续字符“&”。

原子名称

GULP输入的许多部分都需要指定原子名称，无论是在给出坐标时还是在指定势能参数时。GULP中采用的惯例是，原子应该用其元素符号来表示，可以选择后面跟着一个数字来区分同一元素的不同出现。1到999之间的数字是有效的，因此，有效原子说明符的例子是Si、Si12、O3和H387。像Si4+这样的东西将不是一个有效的符号。使用元素符号的原因是，一些计算分别在动力学或分子运行中使用元素性质，例如质量或共价半径。

有时，人们希望用数字来标记结构中的所有原子，以识别它们，但要有相同的原子间势作用于它们。为了避免为每个符号多次输入势能，GULP中有一个约定，这一点很重要。任何对原子符号的引用都适用于该元素的所有出现，而任何对带数字的力场类型的引用都只适用于该特定物种。例如，Buckingham势能指定如下：

buck

Si core O core 1283.0 0.299 10.66 0.0 12.0

将适用于所有Si原子，无论它们是被称为Si还是Si1，依此类推。然而，以下势能：

buck

Si1 core O core 1283.0 0.299 10.66 0.0 12.0

将仅作用于Si1.重要的是要记住这一点，因为人们过去已经标记了一个原子Si和Si1，并为两者设置了势能，这导致作用在Si1上的势能是应该存在的势能的两倍。如果势能被指定为只作用于硅，那么就会得到正确的答案，因为它会作用于两个原子一次。

除了原子标签之外，还有一个物种类型说明符（可选），它应该是以下类型之一：

l CORE表示原子的主要部分，包括其所有质量

l SHEL-表示壳模型中的无质量组件

l BCOR-核心，但具有虚拟的球型半径

l BSHE一个壳层，但具有虚拟的球型半径

如果没有给出，那么CORE是默认类型。请注意，BCOR和BSHE类型只需要在结构规范中使用。此后，在势能规范中，它们可以被视为普通的核心或外壳，程序将选择势能是作用于物种的半径还是中心。

结构物投入

三维固体的结构需要输入三组主要信息——晶胞、原子的分数坐标和类型，最后是空间群对称性。按照这些顺序，可以输入单元作为单元参数：

cell

4.212 4.212 4.212 90.0 90.0 90.0

或作为晶胞载体：

vectors

4.212 0.000 0.000

0.000 4.212 0.000

0.000 0.000 4.212

通常情况下，使用单元参数形式是最简单的，建议这样做。选择使用单元向量的主要原因是计算非标准参考框架中的性质（假设弹性常数等数量取决于单位单元相对于笛卡尔框架的方向）。如果单元参数被输入，则a单元向量沿着x轴排列，b单元向量在xy平面上排列，c单元向量在一般xyz方向上排列。

当GULP在基本单元和中心单元之间转换系统时，原子的方向保持不变，因此无论使用何种单元，计算的任何性质都是相同的。建议在可能的情况下将单元参数用于输入，因为这可以确保对称性可以用于加速优化。

原子的内部坐标可以再次以分数形式或笛卡尔形式给出，尽管前者对于周期系统来说更自然。输入的每一行必须至少包含原子标签和坐标。例如，在MgO的情况下：

fractional

Mg core 0.0 0.0 0.0

O core 0.5 0.5 0.5

注意，如果要给出空间群对称性，那么只需要指定非对称单元的原子。此外，在分数坐标是循环小数的任何情况下，如1/3，则有必要将该值指定为小数点后六位，以确保它被正确识别为特殊位置。如果包括氧气的外壳模型，则坐标将按如下方式输入：

fractional

Mg core 0.0 0.0 0.0

O core 0.5 0.5 0.5

O shel 0.5 0.5 0.5

不需要指定要输入的原子数或终止部分，因为当程序在一行的开头找到不是元素符号或特殊字符的东西时，这是自动完成的。

除了坐标之外，还有许多可选参数可以跟随直线上的z坐标。依次是电荷、场地占用率（默认为1.0）、呼吸壳模型的离子半径（默认为0.0）和用于识别几何变量的3个标志（1=变化，0=固定）。请注意，只有在没有关键字指定几何变量的情况下，才会读取标志。因此，MgO的全部输入为：

fractional

Mg core 0.0 0.0 0.0 2.00000 1.0 0.0 0 0 0

O core 0.5 0.5 0.5 0.86902 1.0 0.0 0 0 0

O shel 0.5 0.5 0.5 -2.86902 1.0 0.0 0 0 0

在MgO的情况下，所有标志都可以设置为0，因为通过对称性在晶胞内没有几何变量。

为了运行MgO的呼吸壳计算，恒压运行的输入可能是：

fractional

Mg core 0.0 0.0 0.0 2.00000 1.0 0.0

O core 0.5 0.5 0.5 0.86902 1.0 0.0

O bshe 0.5 0.5 0.5 -2.86902 1.0 1.2

或者对于40:60 MgO-CaO材料的能量的平均场计算：

fractional

Mg core 0.0 0.0 0.0 2.00000 0.4 0.0

Ca core 0.0 0.0 0.0 2.00000 0.6 0.0

O core 0.5 0.5 0.5 0.86902 1.0 0.0

O shel 0.5 0.5 0.5 -2.86902 1.0 0.0

空间群对称性可以通过空间组号来指定，也可以通过标准的赫尔曼-毛更符号来指定。对于MgO，以下任一输入都是有效的：

space

225

or:

space

F M 3 M

通常，最好使用符号而不是数字，因为结构可能处于非标准设置中。SPACEGROUP关键字主题包含每个空间组的标准符号的完整列表，以说明应如何在输入中写入符号，但可以接受其他非标准设置。在结构的输入中，空间选项不是强制性的，如果没有，GULP将假设结构是P1（即没有对称性）。

与SPACEGROUP相关的是ORIGIN选项，它允许处理非标准原点。如果要选择一个标准替代原点设置，则此选项的输入可以采用单个整数（1或2）的形式。或者，如果输入三个浮点数字，则它们被视为分数坐标的原点偏移。如果输入三个整数，则将它们除以24以获得移位。

分子系统的结构输入就是笛卡尔坐标。目前，点群对称性的使用不适用于孤立系统，因此对于分子，没有等效的SPACEGROUP命令。在任何情况下，点群对称性的加入都不太可能带来多大好处，因为大多数分子计算都比固态类似物快得多。

通过一个接一个地放置多个结构，包括固体化合物和分子化合物的混合物，可以将多个结构包含在同一文件中。NAME选项用于跟踪不同的结构。

这必须在结构之前，并允许您为化合物指定一个单词名称，然后将其用作输出文件中的标签。使用此选项，包含刚玉和石英的文件的结构输入可能显示为：

name corundum

cell

4.7602 4.7602 12.9933 90.0 90.0 120.0

frac

Al core 0.00000 0.0 0.35216

O core 0.30624 0.0 0.00000

space

167

name quartz

cell

4.91485 4.91485 5.40629 90.0 90.0 120.0

frac

Si core 0.4682 0.0000 0.333333

O core 0.4131 0.2661 0.213100

space

152

物种和力场库

当输入坐标时，可以选择输入不对称单元甚至整个单元中每个单个原子的物种电荷。通常情况下，这是不必要的，因为相同类型的所有原子都具有相同的电荷。在后一种情况下，可以使用“物种”选项指定电荷。

因此，例如，对于沸石结构，其中可能存在许多不同的Si和O位点，电荷可以分配如下：

species

Si core 4.00000

O core 0.86902

O shel -2.86902

“物种”命令还可以用于为每个力场类型指定势能的符号。通常，可以用一组标准势能来模拟一系列材料。与其每次都输入它们的时间，不如调用一个forcefield库。然后，调用这些势所需要的就是将势类型分配给力场库中的类型。在bush.lib、glass.lib和suttonchen.lib的情况下，不需要做任何事情，因为符号只是金属元素符号。

对于沸石材料，有多种力场类型，因此在使用catlow.lib或lewis.lib时需要赋值。使用前者，输入将如下所示：

species

Si core Si

O core O O2-

O shel O O2-

library catlow.lib

键

在GULP中，绑定是通过使用CONNECT关键字来定义的。对于大多数标准GULP力场库，没有必要指定键合，因为GULP将根据原子间距离自动确定原子相互作用。然而，对于像Dreiding这样的力场库，需要定义键合，因为这些力场库包含特定的键合类型。使用GULP用户界面时，将根据活动文档中的绑定安排自动定义这些绑定。本节的格式如下：

connect bondtype atom1 atom2 imageX imageY imageZ

键类型包括：

l 单键

l 双键

l 三键

l 四键

l 共振

l 圆环

l 环外

l 酰胺

势能输入

GULP中可用的各种类型的势能已在前面列出。本节包含一些关于如何输入势能的一般建议。

以Buckingham势为例，该势作用于镁核和氧壳之间，参数a=1280.0 eV，ρ=0.300Å，C=4.5 eVÅ⁶，作用范围为0至12Å，优化运行的输入为：

buck

Mg core O shel 1280.0 0.3 4.5 0.0 12.0

为了执行拟合管路，还需要指定标志，以指示哪些参数是变量（1），哪些不是变量（0）。每个势能参数都有一个标志，标志的顺序与参数的顺序相匹配。因此，只有a变化的拟合将被输入为：

buck

Mg core O shel 1280.0 0.3 4.5 0.0 12.0 1 0 0

如果标志是在输入的行的末尾输入的，那也没关系——对于优化运行来说，它们会被忽略。对于大多数势能类型，一些参数是可选的，可以省略——通常当它们为零时。值的省略顺序总是有层次的。例如，对于大多数两体势能，如果缺少一个数字，则假设这是最小截止半径，并假设它为零（通常是这样）。对于Buckingham势，如果省略第二个数字，则假设这是C项，它通常也是零。如果要省略值，那么在不需要时从输入中删除标志是很重要的，因为这可能会混淆问题。如果有疑问，请给出所有值。

输入参数的数量也可以根据势能类型之后指定的任何选项而变化。例如，如果上面的Buckingham势能只需要在键合的原子之间起作用，那么输入将是：

buck bond

Mg core O shel 1280.0 0.3 4.5

不需要势能的截止，因为这些截止是由原子必须键合的事实决定的。类似地，当命令lennard-combine用于lennard-Jones势时，输入线上不会出现势参数，因为这些参数是由组合规则确定的。

可以为每次出现的势能类型指定一个以上的势能。因此，以下输入将完全有效：

buck

Mg core O shel 1280.0 0.3 4.5 0.0 12.0

Ca core O shel 1420.0 0.3 6.3 0.0 10.0

如果一个势能的输入太长，无法放在一行上，则可以在该行末尾使用连续字符“&”将其继续到下一行。

对于两体势，原子的阶数没有歧义，因为两者是等价的。对于某些三体势能和所有三体势能，了解输入顺序的约定是很重要的。对于一个具有唯一枢轴原子的三体势，通常测量角度时，必须首先给出这个枢轴原子，然后按任何顺序给出两个末端原子。

因此，广泛用于沸石的O-Si-O角弯曲术语输入为：

three

Si core O shel O shel 2.09 109.5 1.9 1.9 3.6

在四体项的情况下，没有唯一的枢轴，因此原子是按连接的顺序输入的。一般来说，三体和三体术语通常最容易使用基于连通性的截断作为分子选项的一部分来处理。