全局随机空位（Vacancy Defect Generation）

Group: Defect | Class: VacancyDefectCard

What the card does

在每个输入结构的全部原子位点中随机删除若干原子，生成一组空位落点不同的结构。可以按绝对数量或整体比例决定删除量；不区分元素，也不读取 group。

这张卡只删除原子。保留下来的原子坐标、晶胞和周期性边界不变，因此输出是未弛豫空位构型。删除不同元素的概率由输入结构中的元素数量自然决定，多元素结构的实际组分可能随样本变化。

How it differs from Random Vacancy:

Global Random Vacancy：所有元素都可被删除，适合快速覆盖整体空位数量或比例。
Random Vacancy：按元素和可选 group 规则选择候选位点，适合子晶格或特定元素空位。

快速使用

以一个 100 原子的超胞为例，要为每个输入生成最多 50 个、每个含 5 个空位的构型：

选择 Vacancy fraction (0–1)，设为 0.05。
Vacancies per output 选择 Fixed at the set value。
Maximum outputs per input 设为 50。
Site sampling 保持 Uniform random (recommended)。
做对照实验时勾选 Use seed 并填写固定种子。

首帧预览会显示实际删除的原子数和最多可生成的唯一输出数。输出带有 Vac(n=5) 标签。

Parameters

删除量

Vacancy count（num_condition）

int，默认 1。每个输出最多删除的原子数。必须至少为 1，且必须小于输入结构的原子数，程序不会再静默缩小过大的数值。

Vacancy fraction (0–1)（concentration_condition）

float，默认 0.01。按

空位数 = floor(输入原子数 × 空位比例)

换算删除量。例如 100 个原子、比例 0.05 会删除 5 个原子。比例必须在 (0, 1) 内；若向下取整后为 0，卡片会提示当前结构至少需要的比例。

Use Num（use_num）

bool，默认 true。true 使用绝对数量；false 使用整体比例。界面中未选中的输入框会被禁用，避免误以为两个值会同时生效。

Vacancies per output（count_mode）

str，默认 fixed。

fixed：每个输出都按上面解析出的数量删除。
random：每个输出在 1 到解析值之间随机选择删除量。

random 改变的是每个输出的空位数，不是仅改变空位落点。

采样和输出

Maximum outputs per input（max_structures）

int，默认 1。每个输入结构请求的最大输出数。相同的删除位点组合会去重；当所有可能组合少于请求值时，实际输出会更少。

Site sampling（engine_type）

int，默认 1。

1：Uniform，均匀随机，推荐作为通用默认。
0：Sobol，准随机序列，适合希望更均匀扫描落点的情况。

Sobol 受 SciPy 维数上限约束，最多支持 21,200 个原子的输入；更大的结构请使用 Uniform。两种方式都只控制如何选择被删除的位点，不会移动原子。

Use Seed / Seed（use_seed / seed）

默认 false / 0。启用后，相同参数和相同输入结构可复现。种子会与结构内容共同派生，因此数据集中几何不同的帧不会机械地删除相同原子序号。

Recommended presets

单空位对照

{
  "class": "VacancyDefectCard",
  "check_state": true,
  "params": {
    "engine_type": 1,
    "num_condition": 1,
    "use_num": true,
    "concentration_condition": 0.01,
    "count_mode": "fixed",
    "max_structures": 20,
    "use_seed": true,
    "seed": 42
  }
}

5% 整体空位覆盖

{
  "class": "VacancyDefectCard",
  "check_state": true,
  "params": {
    "engine_type": 1,
    "num_condition": 1,
    "use_num": false,
    "concentration_condition": 0.05,
    "count_mode": "fixed",
    "max_structures": 50,
    "use_seed": true,
    "seed": 42
  }
}

Recommended combinations

Super Cell → Global Random Vacancy：先扩胞，再生成空位，降低周期镜像间的缺陷相互作用。
Global Random Vacancy → 几何优化或 DFT：本卡输出未弛豫，需要后续计算得到真实缺陷响应。
需要按元素或子晶格删位时，改用 Random Vacancy，不要把两张卡串联来模拟一条规则。

Common questions

为什么多元素结构的组分会变化？

所有原子都是候选位点。若需要只删除 O、某种金属或某个 group，使用 Random Vacancy。

为什么实际输出少于设置值？

卡片会删除重复的空位组合。当结构很小或空位数接近原子数时，唯一组合数可能不足。

为什么比例设置后提示删不到一个原子？

比例采用向下取整。对 N 个原子的结构，至少需要 1/N 才能删除一个原子。

Sobol 和 Uniform 控制什么？

它们只控制空位落点的抽样顺序。通常使用 Uniform；需要准随机覆盖且原子数不超过 21,200 时再选 Sobol。

Output labels

Vac(n={number of removed atoms})

兼容性

旧工作流中的 card_name、class 和参数键保持不变；旧版顶层参数与当前 params 对象都可读取。