pymatgen的安装与使用

Python Materials Genomics (pymatgen)是进行高通量材料计算最强大的python程序包之一，pymatgen诞生于2011年，由加州大学圣地亚哥雅各布斯工程学院的纳米工程教授Shyue Ping Ong和他的材料虚拟实验室(Materials Virtual Lab)团队开发维护且目前他们仍是该项目的负责人。

pymatgen的功能十分强大，从建模到各种DFT计算软件输入、输出文件处理，可以说你想要的功能他都有，而且官方文档详细的令人发指，只要有一些python基础就能看懂以及使用。pymatgen官网 github仓库地址

看一下官网介绍的pymatgen的功能：

• 各种高度灵活的类，用于表示Element，Site，Molecule，Structure等。
• 广泛的输入/输出支持，包括对VASP、ABINIT、CIF，Gaussian，XYZ和许多其他文件格式的支持。
• 强大的分析工具，包括生成相图，Pourbaix图，扩散分析，反应等。
• 电子结构分析，例如状态密度和能带结构。
• 集成了Materials Project REST API，Crystalography Open Database等。

pymatgen的工作流程：

Overview of a typical workflow for pymatgen

安装pymatgen库

建议大家安装在Linux系统下，pymatgen的一些依赖库主要在linux下开发，在Windows上很容易出问题。此外很多VASP数据处理软件也是在linux下开发的，如 p4vasp、vaspkit等。

pymatgen提供两种安装方法：通过conda和pip，如果是在超算等集群系统上安装，建议使用conda安装。

1. 通过conda安装pymatgen

conda是一个强大的软件包和环境管理工具，如果你的电脑上没有可以先安装一个Miniconda或者Anaconda。conda默认源在国外，用起来比较慢甚至需要科学上网工具才能用，因此建议换成中科大源，具体方法可以百度一下，网上教程很多，这里就不浪费篇幅了。

安装完conda后，就可以开始使用conda安装pymatgen了：
可以给pymatgen创建一个专门的conda环境：

$ conda create -n my_pymatgen python # 创建虚拟环境my_pymatgen
$ conda activate my_pymatgen  # 激活虚拟环境
$ conda install --channel conda-forge pymatgen
$ conda install gcc           # 安装gcc编译器用来编译pymatgen

pymatgen版本更迭很快，基本上每个月都会更新，而且有时更新后会不支持之前的代码，可以使用下面的命令跟新：

$ conda upgrade pymatgen   

安装依赖库
如果要使用pymatgen的枚举功能和电荷分析功能，需要安装相应的库：

$ pmg config --install enumlib
$ pmg config --install bader

enumlib是一个使用Fortran开发的软件包，可以实现枚举功能，因此需要Fortran编译器，如果上面的命令安装失败，你可能需要安装一个Fortran编译器，推荐安装gfortran，一个跨平台、免费的Fortran编译器：

$ sudo apt-get update
$ sudo apt-get install gfortran

2. 使用pip安装pymatgen

pip安装比较简单，只需要一行命令：

$ pip install pymatgen

更新的话使用命令：

$ pip install --upgrade pymatgen 

要使用一些功能的话仍然需要安装相应的软件包：

$ pmg config --install enumlib
$ pmg config --install bader

此外，如果要使用pymatgen生成VASP的POTCAR文件，需要下载vasp的赝势库并配置好路径，具体操作见pymatgen官网 Installation 部分。