光谱与电子结构

X 射线衍射图谱、径向分布函数、能带结构、态密度以及 Brillouin 区可视化。

源码： src/lib/xrd/、src/lib/rdf/、src/lib/bands/、src/lib/brillouin/

X 射线衍射（XRD）

从晶体结构计算粉末 XRD 图谱。

关键函数

// Calculate XRD pattern for a structure
calculate_xrd_pattern(structure, radiation?): XrdPattern

// Compare XRD patterns across multiple structures
calculate_xrd_structure(structures, radiation?): XrdComparison

辐射源

来源	波长（A）
Cu Ka	1.5406
Mo Ka	0.7107
Ag Ka	0.5609
W La	1.4764

组件

XrdPlot.svelte - 交互式 XRD 图谱显示，支持峰标签、2-theta 范围选择和多结构叠加。

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径向分布函数（RDF）

计算用于结构分析的成对相关函数 g(r)。

关键函数

// RDF for a specific element pair
calculate_rdf(structure, options): RdfResult

// All pair RDFs at once
calculate_all_pair_rdfs(structure, options): Map<string, RdfResult>

选项

interface RdfOptions {
  cutoff: number          // Maximum distance (A)
  bins: number            // Number of histogram bins
  center_species?: string // Central element filter
  neighbor_species?: string // Neighbor element filter
  use_pbc: boolean        // Apply periodic boundary conditions
}

组件

RdfPlot.svelte - g(r) 随距离变化的折线图，支持元素对选择和平滑。

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能带结构

沿高对称路径可视化电子能带结构 E(k)。

组件

组件	说明
Bands.svelte	能带结构 E(k) 折线图
Dos.svelte	态密度图
BandsAndDos.svelte	并排显示能带 + DOS
BrillouinBandsDos.svelte	Brillouin 区 + 能带 + DOS 的组合视图

数据格式

interface BandData {
  kpoints: number[][]      // k-point coordinates
  eigenvalues: number[][]  // Energy values per band per k-point
  efermi: number           // Fermi energy (eV)
  labels: string[]         // High-symmetry point labels (Gamma, X, M, etc.)
  label_positions: number[] // x-coordinates of labels
}

interface DosData {
  energies: number[]       // Energy grid (eV)
  densities: number[]      // DOS values
  efermi: number           // Fermi energy (eV)
}

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Brillouin 区

交互式 3D 可视化第一 Brillouin 区，并显示高对称点和 k 路径。

关键函数

// Compute reciprocal lattice vectors
compute_reciprocal_lattice(lattice_matrix): number[][]

// Compute Brillouin zone polyhedron
compute_brillouin_zone(reciprocal_lattice): BrillouinZone

// Identify high-symmetry k-points
compute_high_symmetry_points(lattice_type): HighSymmetryPoints

// Get k-path coordinates for band structure
get_path_coords(bz, path_labels): PathCoords

组件

组件	说明
BrillouinZone.svelte	主 3D 查看器
BrillouinZoneScene.svelte	带区面、边和 k 点的 Three.js 场景
BrillouinZoneControls.svelte	切换面、边、标签和路径
BrillouinZoneInfoPane.svelte	倒易晶格参数
BrillouinZoneExportPane.svelte	导出可视化结果

功能

• 透明多面体渲染
• 高对称点标签（Gamma、X、M、R、K、L 等）
• 沿 Brillouin 区的 k 路径可视化
• 交互式旋转和缩放
• 与能带结构和 DOS 的组合视图