pymatgen（Python Materials Genomics）是用于计算材料科学的 Python 库。本资料是其系统化使用指南，按任务类型组织，帮助用户完成晶体结构分析、材料数据库访问和与计算化学软件对接。
用途与主要能力：结构创建与加载（从头创建、从 CIF/POSCAR/XYZ 等文件读取、从 Materials Project 获取、按对称性生成）；结构分析（对称性与空间群、结构比较、性质计算、可视化）；结构操作（超胞与表面 slab、原子替换、对称操作、NEB 插值）；材料数据库查询（Materials Project 结构与性质、相图与 Pourbaix 图）；电子结构（能带结构、DOS、VASP 输出解析）；输入生成（VASP 输入、Gaussian 输入等）。
使用方式：安装可用 pip install pymatgen 或 pip install pymatgen[all]。Materials Project 需在 materialsproject.org 注册获取 API key，通过 pmg config --add PMG_MAPI_KEY your_api_key_here 配置；VASP 赝势路径用 pmg config --add PMG_VASP_PSP_DIR /path/to/vasp/potentials 配置，配置写入 ~/.pmgrc.yaml。典型工作流为导入模块、加载或创建结构、分析或操作、转换、写出文件，例如 Structure.from_file("POSCAR")、structure * (2, 2, 1) 生成 2x2x1 超胞。查询 MP 可用 MPRester(key).get_structure_by_material_id("mp-149")，生成 VASP 输入可用 MPRelaxSet(struct).write_input("dir")。
适用场景：计算材料科学研究，包括结构分析、高通量替换研究、相图构建、能带与 DOS 分析、VASP 输入输出处理。
限制与注意：Materials Project API 需要有效 API key；POTCAR 生成需正确配置 VASP 赝势目录；绘图等可选依赖需安装 pymatgen[all] 或单独安装 matplotlib、scipy。更多细节见官方文档 https://pymatgen.org/ 与 GitHub 仓库。