6. 输出文件格式说明¶

6.1. relax.json¶

relax.json 为 task = relax 时的输出文件，当 task类型为其他时，该文件不输出。

（1） relax.json 中包含 1*N 个结构体；

（2）每个结构体保存着结构弛豫中每个离子步优化之后的结构信息，具体包含3部分信息:

Atoms 中保存着每个原子的信息，每个Atoms中包含5部分信息：

Element 为原子的元素名;

Fix 为原子是否固定;

Mag 为原子的初始磁矩;

Position 为原子的对应的坐标；

Pot 为原子的赝势信息；

CoordinateType 为坐标类型： Direct 为分数坐标, Cartesian 为笛卡尔坐标；

FixLattice 为晶胞向量是否固定；

Lattice 为晶格常数；

6.2. system.json¶

除 task = frequency 、task = elastic 、task = epsilon外，其余task计算输出system.json文件。

（1） system.json 中包含6个结构体;

（2） AtomInfo 中包含5部分信息:

Atoms 中保存着每个原子的信息；每个Atoms中包含2部分信息：

Element 为对应原子的元素名;

Position 为对应原子的对应的坐标；

CoordinateType 为坐标类型： Direct 为分数坐标, Cartesian 为笛卡尔坐标;

FixLattice 为是否固定晶胞的开关，在structure.as文件的第三行添加Fix标签控制；

Grid 为格点数目，绘制3维格点数据的时候需要使用

Lattice 为晶格常数；

（3） Eigenvalue 中包含3部分信息:

NumberOfBand 为总能带数；

Spin1 和 Spin2 (若考虑自旋)保存着能量本征值，其数据格式相同；以 Spin1 为例，该结构包含3部分信息：

BandEnergies 中保存着每条能带每个 K点对应的能量值；

Kpoints 中保存着每个 K点的分数坐标；

Occupation 中保存着每条能带每个 K点对应的电子占据值；

（4） Energy 中包含3部分信息：

EFermi 为自洽或最后一步结构弛豫的费米能级的值；

TotalEnergy 为自洽或最后一步结构弛豫的总能的值；

TotalEnergy0 为自洽或最后一步结构弛豫的 sgmia 趋于 0 时近似总能的值；

（5） Force 中包含1部分信息：

ForceOnAtoms 中保存着每个原子对应 XYZ 三个方向上的力的值；

（6） MagInfo 中包含着磁矩的信息;

TotalMagOnAtomsX 给出各原子X方向上的总磁矩，Y，Z同理，该信息输出需在input.in文件中打开io.magProject开关；

TotalMagOnOrbitalX 给出X方向磁矩分布在各轨道的分量，Y, Z同理，该信息输出需在input.in文件中打开io.magProject开关；

（7） Stress 中包含2部分信息：

Direction 中保存了 Total stress 的分量符号；

Total 中保存了在每个Direction分量上 stress 的值；

6.3. dos.json¶

dos.json 为 task = dos 时的输出文件，当 task类型为其他时，该文件不输出。

（1） dos.json 中包含2个结构体;

（2） AtomInfo 同 system.json 中的AtomInfo数据；

（3） DosInfo 中包含11部分信息：

DosEnergy 为所计算态密度的能量点的数据；

EFermi 为费米能级值；

EnergyMax 为所计算态密度的最大能量值；

EnergyMin 为所计算态密度的最小能量值；

SpinType 为计算时所设置的磁性类型；

Magnetization 为投影到每个原子上的磁矩分量；

NumberOfDos 为所计算的态密度的所有能量点的数目；

Orbit 为投影轨道信息；

IsProject 为态密度计算时是否打开了投影功能；

Spin1 和 Spin2 保存着态密度相关的数据，其数据格式相同； Spin1 中包含2部分信息：

Dos 为总的态密度的数据；

ProjectDos 包含原子数×轨道数目大小的结构体，每个结构体中包含着3部分信息：

AtomIndex 为当前 Contribution 对应的元素序号，该序号与AtomInfo中的 Atoms 的序号相同;

Contribution 为 AtomIndex 对应原子和 OrbitIndex 对应轨道在每个能量点下的态密度贡献值；

OrbitIndex 为当前 Contribution 对应的轨道序号，该序号与DosInfo中的Orbit的序号相同；

注解

注意：当只有Spin1的时候，Spin1为总的信息当Spin1和Spin2同时存在的时候，Spin1为自旋向上的信息，Spin2为自旋向下的信息。

6.4. band.json¶

band.json 为 task = band 时的输出文件，当 task类型为其他时，该文件不输出。

（1）此例为能带反折叠计算的 band.json 文件，包含3个结构体；

（2） AtomInfo 同 system.json 中的 AtomInfo 数据；

（3） BandInfo 中包含12部分信息：

BandGap 为带隙值；

CBM 为导带位置；

VBM 为价带位置；

CoordinatesOfKPoints 为能带计算时K点的分数坐标；

EFermi 为费米能级值；

SpinType 为计算时所设置的磁性类型；

SymmetryKPoints 为能带计算时高对称K点的字母表示；

SymmetryKPointsIndex 为能带计算时高对称K点的起始序号；

IsProject 为能带计算时是否打开了投影功能；

NumberOfband 为所计算的能带的所有能带的数目；

Orbit 为投影轨道信息；

Spin1 和 Spin2 保存着能带相关的数据，其数据格式相同, Spin1 中包含2部分信息：

Band 为总的能带的数据；

ProjectBand 包含原子数×轨道数目大小的结构体，每个结构体中包含着3部分信息：

AtomIndex 为当前 Contribution 对应的元素序号，该序号与AtomInfo中的 Atoms 的序号相同;

Contribution 为 AtomIndex 对应原子和 OrbitIndex 对应轨道在每个能量点下的能带贡献值；

OrbitIndex 为当前 Contribution 对应的轨道序号，该序号与BandInfo中的 Orbit 的序号相同；

（4） UnfoldingBandInfo 中包含8部分信息，除 Spin 部分结构与 BandInfo 不同，其余数据结构均一致：

Spin1 保存着反折叠能带的相关的数据， Spin1 中包含2部分信息：

UnfoldingBand 为总的能带数据；

Weight 为能带的权重值；

注解

注意：当只有Spin1的时候，Spin1为总的信息当Spin1和Spin2同时存在的时候，Spin1为自旋向上的信息，Spin2为自旋向下的信息。

6.5. rho.json¶

rho.json 为 task = scf 以及 task =relax时的输出文件，当 task类型为其他时，该文件不输出。

（1） rho.json 中包含2个结构体；

（2） AtomInfo 同 system.json 中的 AtomInfo 数据；

（3） Rho 中包含信息：

TotalCharge 和 SpinCharge ； TotalCharge 和 SpinCharge 数据格式相同，都表示电荷密度其数据大小为AtomInfo中3个Grid的乘积；

注解

注意：在当只有TotalCharge的时候，TotalCharge为总的电荷密度；当TotalCharge和SpinCharge同时存在的时候，TotalCharge为总的电荷密度，SpinCharge为自旋电荷密度；

6.6. elf.json¶

elf.json 可为 task = elf 和 task = scf 且 io.elf设置为 true 以及 task = relax 且 io.elf设置为 true这 3种 task下的输出文件，当task类型为其他时，该文件不输出。

（1） elf.json 中包含2个结构体；

（2） AtomInfo 同 system.json 中的AtomInfo数据；

（3） elf 中包含信息：

TotalELF 和 SpinELF ； TotalELF 和 SpinELF 数据格式相同，都表示电子局域密度的数据，其数据大小为AtomInfo中3个Grid的乘积；

注解

注意：在当只有TotalELF的时候，TotalELF为总的局域电荷密度；当TotalELF和SpinELF同时存在的时候，TotalELF为总的局域电荷密度，SpinELF为自旋局域电荷密度；

6.7. potential.json¶

potential.json 可为 task = potential 和 task = scf 且 io.potential设置为 true 以及 task = relax 且 io.potential设置为 true这3种 task下的输出文件，当 task类型为其他时，该文件不输出。

（1） potential.json 中包含2个结构体；

（2） AtomInfo 同 system.json 中的AtomInfo数据；

（3） potential 中包含4部分信息：

TotalElectrostaticPotential 和 SpinElectrostaticPotential ； TotalElectrostaticPotential 和 SpinElectrostaticPotential 数据格式相同，都表示静电势函数的数据，其数据大小为AtomInfo中 3个Grid 的乘积；

TotalLocalPotential 和 SpinLocalPotential ； TotalLocalPotential 和 SpinLocalPotential 数据格式相同，都表示局域势函数的数据，其数据大小为AtomInfo中 3个Grid 的乘积；

注解

注意：potential.type = hartree/total/all，分别保存ElectrostaticPotential/LocalPotential/ElectrostaticPotential & LocalPotential 三种类型的势函数，对应静电势、局域势、静电势和局域势

6.8. pcharge.json¶

pcharge.json 为 task = pcharge 时的输出文件，当 task类型为其他时，该文件不输出。

（1） pcharge.json 中包含2个结构体；

（2） AtomInfo 同 system.json 中的 AtomInfo 数据；

（3） Pcharge 在本例中包含1部分信息，为第4条能带的电荷密度，若计算N条能带，Pcharge会写出N部分信息：

BandIndex 和 KpointIndex 分别对应计算能带的序号及计算所用K点；

TotalCharge 表示电荷密度的数据，其数据大小为AtomInfo中 3个Grid 的乘积；

注解

注意：当pcharge.sumK = true时，Pcharge只包含一部分信息，为所有计算的能带的电荷密度之和。

6.9. optical.json¶

optical.json 为 task = scf 且 io.optical = true 时的输出文件，当 task类型为其他时，该文件不输出。

（1） optical.json 中包含2个结构体；

（2） AtomInfo 同 system.json 中的 AtomInfo 数据；

（3） OpticalInfo 中包含9部分信息：

AbsorptionCoefficient 、 ExtinctionCoefficient 、 OpticalConductivity 、 Reflectance 、 RefractiveIndex 数据格式相同，分别对应吸收系数、消光系数、光电导率、反射率和折射率，其数据大小为 计算能量间隔点数 *6；

ImDielectricFunction 和 ReDielectricFunction 数据格式相同，分别对应介电函数的虚部和实部，其数据大小为 计算能量间隔点数 *6；

EnergyAxe 和 EnergyLoss 分别对应能量计算范围，能量损失系数。

6.10. frequency.json¶

frequency.json 为 task = frequency 时的输出文件，当 task类型为其他时，该文件不输出。

（1） frequency.json 中包含2个结构体；

（2） AtomInfo 同 system.json 中的 AtomInfo 数据；

（3） FrequencyInfo 中包含2部分信息：

两部分数据对应两种类型的频率，分别为 f 和 f/i ；

每种频率的信息分为两部分， eigenvalues 和 eigenvectors ，对应频率的本征值和本征向量，本征向量给出 x 、 y 、 z 、 dx、 dy 、dz 6个方向上的分量。

6.11. elastic.json¶

elastic.json 为 task = elastic 时的输出文件，当 task类型为其他时，该文件不输出。

（1） elastic.json 中包含2个结构体；

（2） AtomInfo 同 system.json 中的 AtomInfo 数据；

（3） ElasticInfo 中包含5部分信息：

CrystalSystem 给出体系的晶体类型；

ElasticModulus 数据大小为36，给出弹性模量的数据。

Hill 、 Reuss 和 Voigt 分别给出三种模型下计算出的体积模量和剪切模量的数据，此外 Hill 模型还给出杨氏模量和泊松比。

6.12. neb.json¶

neb.json 为 task = neb 时的输出文件，当 task类型为其他时，该文件不输出。

（1） neb.json 中包含7个结构体；

（2） Distance 给出每两个相邻构型（00与01、01与02...05与06）之间坐标的距离；

（3） Energy 体系总能，共有 image数量 +2 个数据

（4） Force 分为两部分，分别为最大受力和切向力，共有 image数量 个数据

（5） Iteration 给出所有插点结构在优化过程中的最大受力和总能数据，共有 image数量 个数据

（6） RelaxedStructure 给出所有构型在优化完成后的原子和晶胞信息

（7） UnrelaxStructure 给出所有构型优化前的原子和晶胞信息

（8） iniFin 表示是否对初态和末态结构进行自洽计算。

注解

注意：当iniFin = False时，Distance部分不提供00与01及05与06之间的坐标距离，Energy部分数据总数等于image数量。

6.13. phonon.json¶

phonon.json 为 task = phonon 时的输出文件，当 task类型为其他时，该文件不输出。

（1）此例中phonon.method = dfpt, phonon.type = bandDos， phonon.json 中包含8个结构体；

（2） BandInfo 包含7部分信息，结构与 band.json 文件中 BandInfo 部分相似，

CoordinatesOfQPoints 为计算声子能带时Q点的分数坐标；

NumberOfBand 为计算声子能带时所有能带数目；

NumberOfQPoints 为计算声子能带时高对称Q点的字母表示；

Spin1 为计算声子能带的相关数据；

SpinType 为计算声子能带时设置的自旋类型；

SymmetryQPoints 为声子能带计算时高对称Q点的字母表示；

SymmetryQPointsIndex 为声子能带计算时高对称Q点的起始序号；

（3） DosInfo 包含6部分信息，结构与 dos.json 文件中 DosInfo 部分相似，

DosEnergy 为计算声子态密度时能量点的数据；

EnergyMax 为计算声子态密度的最大能量值；

EnergyMin 为计算声子态密度的最小能量值；

NumberOfDos 为计算声子态密度时所有能量点的数目；

Spin1 为计算声子态密度的相关数据；

SpinType 为计算声子态密度时设置的自旋类型；

（4） EpsilonInfo 包含3部分信息，给出介电常数相关数据，详细解析请见第（10）条。

（5） ForceConstant 分为2部分， ConstantIndex 给出力学常数数组的维度， ConstantValue 为力学常数的数据，数据大小为Index中各维度之乘积。

（6） PrimitiveAtomInfo 分为3部分，给出原胞原子信息。

（7） SupercellAtomInfo 分为3部分，给出超胞原子信息。

（8） UnitAtomInfo 分为3部分，给出单胞原子信息。

（9） phonon 分为20部分

dfptEpsilon 为介电常数的计算开关；

dosRange 为计算声子态密度时能量的范围；

dosResolution 为计算声子态密度的能量间隔；

dosSigma 为计算声子态密度时的展宽；

eigenVectors 为本征向量的开关；

fdDisplacement 为计算声子时原子位移的大小，该参数在fd方法时有效；

iniPhonon 是否提供声子计算的json文件；

isDisplacement 是否有位移；

method 计算声子的方法；

nac 为nac的开关；

primitiveUVW 计算声子能带时是否将超胞还原成原胞；

qpoints 为计算声子能带时Q点的大小；

qpointsCoord 为计算声子能带时Q点的坐标；

qpointsLabel 为计算声子能带时Q点的标签；

qpointsNumber 为计算声子能带时Q点的数目；

qsamping 为计算声子能带时Q点采样的方法；

structureSize 为计算声子时扩胞参数；

thermal 为热力学计算的开关；

thermalRange 为热力学计算的温度范围；

type 为声子计算的任务类型。

（10）当task=phonon时，若打开介电常数或热力学性质计算的开关， phonon.json 结构中会分别写入 EpsilonInfo 和 ThermalInfo 数据，如下图所示：

_images/phonon-dielectric.png — 其中 **EpsilonInfo** 分为3部分：¶

BornEfectiveCharge 给出波恩有效电荷数据；

Epsilon 给出介电常数数据；

Piezoelectric 给出压电数据；

_images/phonon-thermal.png — 其中 **ThermalInfo** 分为4部分：¶

Entropy 给出熵的数据；

HeatCapacity 给出热容数据；

HelmholtzFreeEnergy 给出Helmholtz自由能数据；

Temperature 给出温度数据；

注解

注意：当phonon.method = fd 时, phonon.json文件会写入Displacements 和 Forceset 两部分数据。

6.14. aimd.json¶

aimd.json 为 task = aimd 时的输出文件，当 task类型为其他时，该文件不输出。

（1） aimd.json 中包含3个结构体；

（2） Energy 包含两部分信息，分别为分子动力学模拟每一步的自由能数据和总能数据；数据大小取决于模拟总步数；

（3） structure 给出分子动力学模拟每一步的原子位置数据；

（4） Temperature 给出分子动力学模拟每一步的温度数据。

6.15. epsilon.json¶

epsilon.json 为 task = epsilon 时的输出文件，当 task类型为其他时，该文件不输出。

（1） epsilon.json 中包含 2 个结构体；

（2） AtomInfo 同 system.json 中的AtomInfo数据；

（3） EpsilonInfo 包含3部分数据：

BornEffectiveCharge 为波恩有效电荷数据；

Epsilon 为介电常数数据，分为电子贡献、离子贡献和总的介电常数；

Piezoelectric 为压电张量的数据，分为电子贡献、离子贡献和总的压电张量。

6.16. bader.json¶

bader.json 为 task = scf且io.bader = true 时的输出文件，当 task类型为其他时，该文件不输出。

（1） bader.json 中包含 2 个结构体；

（2） AtomInfo 同 system.json 中的AtomInfo数据；

（3） BaderInfo 包含3部分数据：

AtomicVolume 为bader体积数据；

Charge 为bader电荷数据；

MinDistance 为最近原子距离。

6.17. polarization.json¶

polarization.json 为 task = polarization 时的输出文件，当 task类型为其他时，该文件不输出。

（1） polarization.json 中包含 5 个结构体；

（2） AtomInfo 同 system.json 中的AtomInfo数据；

（3） Electronic 为电子贡献数据；

（4） Ionic 为离子贡献数据；

（5） Quantum 为极化量子数据；

（6） Total 为总的极化数据；