vasp_tools/create_lattice.c

   1 /*
   2  * create lattice (for usage in vasp POSCAR file)
   3  *
   4  * author: Frank Zirkelbach <frank.zirkelbach@physik.uni-augsburg.de>
   5  *
   6  */
   7
   8 #include <stdio.h>
   9 #include <stdlib.h>
  10 #include <string.h>
  11 #include <math.h>
  12 #include "../math/math.h"
  13
  14 /*
  15  * lattice types:
  16  *
  17  * there is fcc/diamond/zincblende only!
  18  *
  19  * basis:
  20  *
  21  * 0: <0.5 0.5 0> <0 0.5 0.5> <0.5 0 0.5> contains 2 atoms
  22  * 1: <0.5 -0.5 0> <0.5 0.5 0> <0 0 1> contains 4 atoms
  23  * 2: <1 0 0> <0 1 0> <0 0 1> contains 8 atoms
  24  *
  25  * atoms:
  26  *
  27  * - type 0:
  28  *   1st fcc: <0 0 0>
  29  *   2nd fcc: <0.25 0.25 0.25>
  30  *   -> diag: <0.25 0.25 0.25>
  31  *
  32  * - type 1:
  33  *   1st fcc: <0 0 0> <0.5 0.5 0.5>
  34  *   2nd fcc: <0.5 0 0.25> <1.0 or 0.0 0.5 0.75>
  35      -> diag: <0.5 0 0.25>
  36  *
  37  * - type 2:
  38  *   1st fcc: <0 0 0> <0.5 0.5 0> <0.5 0 0.5> <0 0.5 0.5>
  39  *   2nd fcc: <0.25 0.25 0.25> <0.75 0.75 0.25> <0.75 0.25 0.75>
  40  *            <0.25 0.75 0.75>
  41  *   -> diag: <0.25 0.25 0.25>
  42  *
  43  */
  44
  45 int main(int argc,char **argv) {
  46
  47         int i,j,k,l,cnt;
  48         int x,y,z;
  49         t_3dvec basis[3];
  50         t_3dvec o[3];
  51         t_3dvec dia;
  52         t_3dvec r,h;
  53         char type,fccdia;
  54
  55         if(argc!=6) {
  56                 printf("usage: %s type fcc/dia lx ly lz\n",argv[0]);
  57                 printf("  basis types: 0, 1, 2 (see code)\n");
  58                 printf("  fcc/dia: 0=fcc, 1=dia\n");
  59                 return -1;
  60         }
  61
  62         type=argv[1][0];
  63         fccdia=argv[2][0];
  64
  65         x=atoi(argv[3]);
  66         y=atoi(argv[4]);
  67         z=atoi(argv[5]);
  68
  69         dia.x=0.25;
  70         dia.y=0.25;
  71         dia.z=0.25;
  72
  73         if(type=='1') {
  74                 dia.x=0.5;
  75                 dia.y=0.0;
  76                 dia.z=0.25;
  77         }
  78
  79         memset(basis,0,3*sizeof(t_3dvec));
  80         memset(o,0,3*sizeof(t_3dvec));
  81
  82         if(type=='0') {
  83                 basis[0].x=0.5;
  84                 basis[0].y=0.5;
  85                 basis[1].y=0.5;
  86                 basis[1].z=0.5;
  87                 basis[2].x=0.5;
  88                 basis[2].z=0.5;
  89         }
  90
  91         if(type=='1') {
  92                 basis[0].x=0.5;
  93                 basis[0].y=-0.5;
  94                 basis[1].x=0.5;
  95                 basis[1].y=0.5;
  96                 basis[2].z=1.0;
  97                 o[0].x=0.5;
  98                 o[0].y=0.5;
  99                 o[0].z=0.5;
 100         }
 101
 102         if(type=='2') {
 103                 basis[0].x=1.0;
 104                 basis[1].y=1.0;
 105                 basis[2].z=1.0;
 106                 o[0].x=0.5;
 107                 o[0].y=0.5;
 108                 o[1].x=0.5;
 109                 o[1].z=0.5;
 110                 o[2].y=0.5;
 111                 o[2].z=0.5;
 112         }
 113
 114         cnt=0;
 115
 116         for(i=0;i<x;i++) {
 117                 for(j=0;j<y;j++) {
 118                         for(k=0;k<z;k++) {
 119
 120         // first atom (all types)
 121         v3_scale(&r,&basis[0],i);
 122         v3_scale(&h,&basis[1],j);
 123         v3_add(&r,&r,&h);
 124         v3_scale(&h,&basis[2],k);
 125         v3_add(&r,&r,&h);
 126
 127         printf(" %.5f %.5f %.5f T T T\n",r.x/x,r.y/y,r.z/z);
 128         cnt+=1;
 129
 130         // second atom (type 1)
 131         if(type=='1') {
 132                 v3_add(&h,&r,&(o[0]));
 133                 printf(" %.5f %.5f %.5f T T T\n",h.x/x,h.y/y,h.z/z);
 134                 cnt+=1;
 135         }
 136
 137         // face centered atoms (type 2)
 138         if(type=='2') {
 139                 for(l=0;l<3;l++) {
 140                         v3_add(&h,&r,&(o[l]));
 141                         printf(" %.5f %.5f %.5f T T T\n",h.x/x,h.y/y,h.z/z);
 142                         cnt+=1;
 143                 }
 144         }
 145
 146                         }
 147                 }
 148         }
 149
 150         // second fcc lattice
 151         if(fccdia=='1') {
 152
 153         for(i=0;i<x;i++) {
 154                 for(j=0;j<y;j++) {
 155                         for(k=0;k<z;k++) {
 156
 157         // first atom (all types)
 158         v3_scale(&r,&basis[0],i);
 159         v3_scale(&h,&basis[1],j);
 160         v3_add(&r,&r,&h);
 161         v3_scale(&h,&basis[2],k);
 162         v3_add(&r,&r,&h);
 163
 164         // add the diagonal
 165         v3_add(&r,&r,&dia);
 166
 167         printf(" %.5f %.5f %.5f T T T\n",r.x/x,r.y/y,r.z/z);
 168         cnt+=1;
 169
 170         // second atom (type 1)
 171         if(type=='1') {
 172                 v3_add(&h,&r,&(o[0]));
 173                 printf(" %.5f %.5f %.5f T T T\n",h.x/x,h.y/y,h.z/z);
 174                 cnt+=1;
 175         }
 176
 177         // face centered atoms (type 2)
 178         if(type=='2') {
 179                 for(l=0;l<3;l++) {
 180                         v3_add(&h,&r,&(o[l]));
 181                         printf(" %.5f %.5f %.5f T T T\n",h.x/x,h.y/y,h.z/z);
 182                         cnt+=1;
 183                 }
 184         }
 185
 186                         }
 187                 }
 188         }
 189
 190
 191         }
 192
 193
 194         printf("\ntotal: %d ions\n\n",cnt);
 195
 196         return 0;
 197 }