AtomPPGen 文档

模守恒赝势生成器 - 基于 Troullier-Martins 方法的教学实现

目录

用户指南

实验结果

简介

AtomPPGen 是一个教学用赝势生成工具，实现了：

全电子原子解 - 调用 AtomSCF 求解参考态
TM 伪化 - Troullier-Martins 方法生成赝轨道
势反演 - 从伪轨道反演半局域势
KB 形式 - Kleinman-Bylander 可分离非局域投影
可转移性检验 - 范数守恒、对数导数曲线、幽灵态检测
数据导出 - JSON/NPZ 格式

快速开始

安装

# 克隆仓库
cd AtomPPGen

# 使用 uv（推荐）
uv venv
source .venv/bin/activate
uv pip install -e ../AtomSCF  # 安装依赖
uv pip install -e ".[dev,docs]"

# 或使用标准 venv
python -m venv .venv
source .venv/bin/activate
pip install -e ../AtomSCF
pip install -e ".[dev,docs]"

示例：Al 原子全电子解

from atomppgen import solve_ae_atom

# 求解 Al 原子（使用变量变换方法）
result = solve_ae_atom(
    Z=13,
    xc="PZ81",
    lmax=2,  # s, p, d 通道
    grid_type="exp_transformed",
    grid_params={"n": 800, "rmax": 100.0},
    scf_params={"tol": 1e-6, "maxiter": 150}
)

print(f"3s 能级: {result.eps_by_l[0][2]:.6f} Ha")
print(f"3p 能级: {result.eps_by_l[1][2]:.6f} Ha")
print(f"总能量: {result.energies['E_total']:.6f} Ha")

设计目标

主要目标: 生成 Al（Z=13）的 LDA 模守恒赝势

方法：Troullier-Martins (TM) + Kleinman-Bylander (KB)
交换关联：LDA-PZ81
通道：s, p, d（d 作为散射投影）
验收标准：
- 范数守恒误差 < 1e-6
- 能级偏差 < 5 mRy
- 对数导数曲线一致性良好
- 无幽灵态

文档结构

算法原理: TM 伪化、势反演、KB 转换的数学推导
API 参考: 完整的函数和类接口文档
示例: Al 赝势生成流程和可转移性检验

索引与搜索