超胞生成（Super Cell）
Group: Lattice | Class: SuperCellCard
功能说明
按倍率、目标胞长或原子数上限扩胞，为缺陷/表面/磁性操作提供足够空间。三种扩胞策略三选一：固定倍率（scale）、目标胞长（cell）、原子数上限（max_atoms）。可锁定特定轴向不扩胞——适合 slab 等需要维持法向层间距的场景。
操作示例
场景：模型在小胞上训练后跑空位计算，周期镜像干扰导致空位形成能偏高 0.5 eV
你在 bcc Fe 上用 2x2x2 超胞（16 原子）训练了一个 NEP 模型。拿这个模型算单空位形成能，结果比 DFT 高了 0.5 eV。诊断发现：2x2x2 太小的胞里，空位和它的周期镜像之间距离只有约 5A，空位-空位镜像相互作用不可忽略，模型学到的实际上是”带镜像相互作用的空位”而非孤立空位。
诊断思路： 缺陷计算的黄金法则是”超胞要大到使缺陷-缺陷镜像相互作用可忽略”。2x2x2 = 16 原子的胞对空位来说太小。解法是在训练集里用更大的超胞（至少 3x3x3 = 54 原子或 4x4x4 = 128 原子）做空位计算，这样模型至少见过大胞里的空位环境。同时，下游做空位操作时也需要大胞作为母结构。
输入： 一个 bcc Fe 原胞（2 原子）
目标： 扩到 4x4x4 超胞（128 原子），为后续空位缺陷生成提供母结构
参数设置：
mode =
scalesuper_scale=[4, 4, 4]
输出： 1 个 4x4x4 超胞结构，128 原子
怎么验证结果合理：
检查原子数：原胞 2 原子 * 4 * 4 * 4 = 128，核对输出
检查晶格矢量：每个方向拉长 4 倍，体积增大 64 倍
如果空位形成能仍偏高，继续增大到 5x5x5 = 250 原子，直到 DFT 和 NEP 的形成能收敛
如果超胞太大计算不起，用
max_atoms模式设置预算上限
什么时候加这张卡、什么时候不加
加：
下游要做缺陷（空位、间隙）、表面（slab）、磁性操作，需要超胞作为母结构
当前训练集胞太小，周期镜像干扰不可忽略
需要扩胞以使 defect-defect 距离 > 10A
不加：
下游任务是体相性质（弹性常数、声子），原胞/小胞就够 —— 扩胞只会白增计算量
计算预算严重受限，扩胞后 DFT 跑不动 —— 这种情况下维持小胞，接受周期镜像有残留误差
需要的是带应变的晶格变化而非单纯的重复复制 —— 用
Lattice Strain或Cell Scaling
参数说明
扩胞策略
Behavior Type（behavior_type）
int，默认 0。控制输出哪些超胞。0 = 单输出：scale 模式输出刚好那个倍数；cell 模式输出最大或最小倍数的超胞；max_atoms 模式输出原子数最大的那个。1 = 枚举：从 1x1x1 到目标倍数，所有中间组合都输出——适合想一次生成多个不同大小的超胞。2 = 最小满足：cell 模式用 ceil 取整（至少达到目标长度），max_atoms 模式同理——适合”至少多大才够”的场景。
Mode（mode）
SuperCellMode，默认 'scale'。"scale" 按 super_scale 里写死的倍数扩——你最清楚自己要多大时用这个。"cell" 按 target_cell 里的目标胞长（单位 A）自动算倍数，每个方向的倍数 = floor 或 ceil（目标长度/原始长度），取决于 behavior_type——想让胞长达到特定数值（比如所有方向大于等于 20A）时用这个。"max_atoms" 按原子数上限枚举所有可能的倍数组合，输出所有不超过上限的超胞——预算受限时找最大可用超胞用这个。
Super Scale（super_scale）
tuple[int, int, int]，默认 (3, 3, 3)。仅 scale 模式生效。a/b/c 方向各复制几倍，最小 1（不复制），典型值 2~4。注意 3x3x3 = 27 倍原子数，提前心算一下总原子数别超预算。
Target Cell（target_cell）
tuple[float, float, float]，默认 (20.0, 20.0, 20.0)。仅 cell 模式生效。各方向的目标胞长，单位 A。比如原胞 a 长度 = 5A 时，target=20 会算出倍数 4（或 5，取决于 behavior_type 是 floor 还是 ceil）。
Max Atoms（max_atoms）
int，默认 100。仅 max_atoms 模式生效。超胞总原子数上限，实际输出可能包含多个不超过此上限的不同倍数超胞。
轴向锁定
Fixed Axis Flags（fixed_axis_flags）
tuple[bool, bool, bool]，默认 (false, false, false)。锁定 a/b/c 方向的扩胞倍数。最适合 slab 场景：把法向（通常 c 轴）锁住不扩，只扩面内两个方向。被锁住的轴用 fixed_axis_scale 里对应的倍数，不被锁住的轴正常扩。
Fixed Axis Scale（fixed_axis_scale）
tuple[int, int, int]，默认 (1, 1, 1)。仅对 fixed_axis_flags 中对应位置为 true 的轴生效。通常设为 1（不扩胞），但如果你需要一个方向固定扩 2 倍、另一个方向自由扩，也可以设成其他值。
推荐预设
快速扩胞（固定 3x3x3，单输出）
{
"class": "SuperCellCard",
"check_state": true,
"mode": "scale",
"behavior_type": 0,
"super_scale": [3, 3, 3],
"target_cell": [20, 20, 20],
"max_atoms": 100,
"fixed_axis_flags": [false, false, false],
"fixed_axis_scale": [1, 1, 1]
}
Slab 扩胞（面内扩到 20A，法向锁 1x，枚举所有组合）
{
"class": "SuperCellCard",
"check_state": true,
"mode": "cell",
"behavior_type": 1,
"super_scale": [3, 3, 3],
"target_cell": [20, 20, 20],
"max_atoms": 100,
"fixed_axis_flags": [false, false, true],
"fixed_axis_scale": [1, 1, 1]
}
预算限制下的最大超胞（≤ 300 原子，取最大）
{
"class": "SuperCellCard",
"check_state": true,
"mode": "max_atoms",
"behavior_type": 0,
"super_scale": [3, 3, 3],
"target_cell": [20, 20, 20],
"max_atoms": 300,
"fixed_axis_flags": [false, false, false],
"fixed_axis_scale": [1, 1, 1]
}
推荐组合
Super Cell->Vacancy Defect：先扩胞再删原子，保证缺陷-镜像距离Super Cell->Lattice Strain：扩胞后做应变扫描Super Cell->Surface Warp：扩胞后做表面起伏Super Cell->FPS Filter：枚举模式产生大量超胞时，用 FPS 去重（相同大小的超胞只有 1 个有用）
常见问题
输出只有 1x1x1（等于没扩胞）。 如果原胞自身已经满足目标——例如原胞 3A、target_cell=20、behavior_type=0 时倍数=6，但原胞 a 长度已经 25A —— 倍数被截断为 1。检查 target_cell 是否设得比原胞还小。或者在 max_atoms 模式下，原胞原子数已超上限，只输出原胞。
Slab 面内方向扩胞不均匀。 fixed_axis_flags 只锁了法向，面内两个方向各走各的倍数。如果面内需要正方形胞，确保 target_cell 的 a/b 目标值一致，或者用 scale 模式手动统一倍数。
原子数暴增超出计算预算。 4x4x4 = 64 倍原子数。先心算：倍数 = (nanbnc)，原子数 = 原胞原子数 * 倍数。谨慎选择 behavior_type=1（枚举模式），因为从 1x1x1 到目标倍数会产生多个不同大小的超胞。
枚举模式产生过多超胞。 behavior_type=1 + max_atoms=500 + 原胞=2 原子 → 所有 ≤250 倍原子数的组合都会被输出。如果不需要所有中间大小，改用 behavior_type=0 只取最大。
输出标签
SC({na}x{nb}x{nc}) —— 如 SC(4x4x4)。
可复现性
无随机性。同参数同输入 → 严格一致输出。