操作方法¶
起動¶
Linuxの場合¶
作成した実行可能ファイル fermisurfer
にパスが通っている状態で
$ fermisurfer mgb2_vfz.frmsf
とコマンド, スペース, 入力ファイル名とタイプします.
(サンプルファイルの中身はMgB2のFermi速度の 方向成分です. )
Windowsの場合¶
入力ファイル(この場合は mgb2_vfz.frmsf
)を右クリックし,
メニューから「プログラムから開く」を選択し,
実行ファイルを fermisurfer.exe
に設定してください.
このあとはLinux, Windows共通です. fermisurfer
が起動すると,
まずファイルから読み取った情報が出力されます.
########################################
## ##
## Welocome to FermiSurfer ver. 1.8 ##
## ##
########################################
Number of threads : 4
Initialize variables ...
## Brillouin zone informations ###########
k point grid : 40 40 36
k point grid starts from Gamma.
# of bands : 3
bvec 1 : 1.000000 0.577350 -0.000000
bvec 2 : 0.000000 1.154701 0.000000
bvec 3 : 0.000000 -0.000000 0.872065
## Max. and Min. of each bands #######################
Band Eig_Min. Eig_Max Mat_Min Mat_Max
1 -0.428153 0.056262 -24.048639 24.048639 (1)
2 -0.289572 0.121181 -23.320309 23.320309 (1)
3 -0.133566 0.497620 -43.651634 43.651634 (1)
## First Brillouin zone mode #######
band # of patchs
1 8824 (2)
2 29354 (2)
3 28293 (2)
## Full color scale mode #############
Max. value : 22.283419 (3)
Min. value : -22.251053 (3)
band # of nodeline
1 632 (4)
2 1524 (4)
3 2268 (4)
band # of Fermi-line
1 100
2 736
3 0
## How to handle ###################
mouse drag : Rotate objects
mousewheel : Resize objects
cursorkey : Move objects
mouse right button : Menu
- それぞれのバンドにおけるエネルギーと物理量の最小値・最大値.
- それぞれのバンドにおけるパッチ(Fermi面を構成する平面)の数.
- 物理量のFermi面における最大値と最小値. この数字がカラーバーの最大・最小に対応します. 下の例では一番青いところが-22.283419, 一番赤いところが22.283419となります. (1)で表示されているのはBrillouin領域全体のものです.
- それぞれのバンドにおけるnode line (後述)の本数.
次に操作方法が出力され, Fermi面が描画されます(図 2 ).

Fermisurferを起動した直後の画面.
- マウスのドラッグによる回転が出来ます.
- マウスのホイールを使っての拡大・縮小が出来ます.
- ウィンドウの大きさを変えることもできます.
- カーソルキーを使ってウィンドウ内で上下左右に図を動かせます.
- ウィンドウ内でマウスの右クリックをするとメニューが表示されます.
次から右クリックで表示されるメニューを説明します.
Background color¶
背景色を黒または白に切り替えます. Brillouin Zoneの枠線も白/黒と切り替わります (図 3).

“Background color”メニューで背景色を白/黒に切り替える.
Brillouin zone¶
描画範囲をFirst Brillouin Zone/Primitive Brillouin Zoneと 切り替える事が出来ます (図 5).
- Fisrst Brillouin Zone
点から一番近いBragg面で囲まれた領域
- Primitive Brillouine Zone
- 逆格子ベクトルを辺とする平行6面体領域

“Brillouin zone” メニューでBrillouin領域のとり方を変更する.
Color scale mode¶
Fermi面の色表示のさせ方を変更します(図 7).
- Auto(デフォルト)
- カラースケールの範囲をFermi面上での物理量の最小値から最大値までとします.
- Manual
- カラースケールの範囲を標準入力から設定します.
- Unicolor
- 物理量に関係なく, 各バンド毎に単色でFermi面を塗ります.
- Periodic
- 周期的な量のプロットに用います.
物理量が 0
と変化するに連れて 色が赤
黄
緑
シアン
青
マゼンタ
赤と変わります.
- Fermi velocity (Auto)
- エネルギーの差分からFermi速度
を計算し, その絶対値をカラープロットする. カラースケールの範囲はFermi面上での
の最小値から最大値までとする.
- Fermi velocity (Manual)
- エネルギーの差分からFermi速度
を計算し, その絶対値をカラープロットする. カラースケールの範囲は標準入力から設定する.
- Gray scale (Manual), Gray scale (Auto)
- 黒色の濃淡でプロットする.

“Color scale mode” メニュー.
Equator¶
ある に対して,
となる線を表示します
(図 8).
- Equator
- Equatorの表示・非表示を切り替えます.
- Modify equator
を指定します. コンソールの
New Miller index :
の後に
ベクトル(フラクショナル座標)を入力してください.

“Equator”メニューで Fermi面の赤道(Equator)を表示する.
Interpolation¶
補間により図の曲面を滑らかにします (図 9). コンソールの
New interpolation ratio :
の後に分点数を入力してください. ただし分点数を増やすと描画にかかる時間も増えます.
Lighting¶
光を当てる面を変更します (図 10).
- Both side
- Fermi面の表裏両面に光を当てます.
- Unoccupied side
- 非占有領域側のみに光を当てます.
- Occupied side
- 占有領域側のみに光を当てます.
Line width¶
ブリルアンゾーンの境界やノーダルライン等の線幅を変更します.
Mouse Drag¶
マウスの左ボタンドラッグを行った時の動作を変更します.
- Rotate(デフォルト)
- ドラッグをした方向に図形を回転させます.
- Scale
- 上方にドラッグすると図形を拡大, 下方にドラッグすると図形を縮小します.
- Translate
- ドラッグした方向に図形を動かします.
Nodal line¶
物理量が0となるところに引く線(ノーダルライン)のOn/Offを切り替えます(図 11).

“Nodal line” メニューでnodal lineの表示/非表示を切り替える.
Section¶
Brillouin領域を任意の断面で切り取り, 2次元のFermi面(線)を描画します (図 12).
- Section
- 断面の表示・非表示を切り替えます.
- Modify Section
断面を指定します. コンソールの
New Miller index :
の後に法線ベクトル(フラクショナル座標)を入力してください. 断面は法線ベクトルの先端を通ります.
- Modify Section (across Gamma)
断面を指定します. コンソールの
New Miller index :
の後に法線ベクトル(フラクショナル座標)を入力してください. 断面は
点を通ります.

“Section” メニューでFermi面の断面を表示する.
Shift Fermi energy¶
Fermiエネルギー(デフォルトでは0)を任意の値にずらします. このメニューを選択すると次のようにインプット中の最小のエネルギー, 最大のエネルギー, 現在のFermiエネルギーが標準出力として表示されます.
Min Max E_F
-0.428153 0.497620 0.000000
Fermi energy shift :
次に新しいFermiエネルギーを入力すると, Fermi面が再描画されます (図 13).

“Shift Fermi energy”メニューで Fermi エネルギーを0.0 Ryから0.1 Ryに変える.
Stereogram¶
裸眼立体視用の図の表示/非表示を切り替えます(図 14).
- None (デフォルト)
- 立体視を無効にします.
- Parallel
- 平行法用の図を表示します.
- Cross
- 交差法用の図を表示します.

“Stereogram” メニューで立体視用画像を表示する.
Tetrahedron¶
四面体の切り方を変えます(デフォルトは tetra # 1
).
図が綺麗になる可能性がありますが,
多くの場合は逆に図がギザギザして汚くなるようです.
View point¶
視点を変更します.
- Scale
- 図形のサイズを指定します.
- Position
- 図形の上下位置を指定します.
- Rotation
- x,y,z軸周りの回転角を指定します.回転操作はz軸-y軸-x軸の順で行われます
それぞれのメニューを選択すると, はじめに現在の値が表示され, その後変更後の値を入れるプロンプトが現れます(図 15).
画像の保存方法¶
fermisurfer
には画像をファイル出力する機能はありません.
お使いのPCにあった方法でスクリーンショットを取得して
(Printscreen
キーを押すなど)
ペイントブラシやgimpで編集して画像を作成してください.