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總之:VASPKIT是計算能帶結構圖最簡單的方法,計算結果可以用Origin或者Pymatgen繪制。本文闡述了用Origin繪圖的方法。
文件PBAND_。利用vaspkit 21函數得到的dat可以直接畫出帶原點的投影能帶,以及PBAND_的文件格式。dat如下:
#K-Path能源公司...tot#波段-指數1 0.000 -14.278 0.275 0.000 0.005...0.281 0.060 -14.268 0.276 0.000 0.005 ...0.281 0.120 -14.239 0.276 0.000 0.005 ...0.281 0.180 -14.19 0 0.277 0.000 0.005 ...0.282 0.240 -14.123 0.278 0.000 0.005 ...0.284 0.300 -14.039 0.280 0.000 0.005 ...0.285 0.360 -13.938 0.281 0.000 0.005 ...0 .288 0.420 -13.823 0.283 0.000 0.005 ...0.290 ...#波段指數2 3.114 -13.063 0.315 0.000 0.000...0.316 3.045 -13.056 0.315 0.000 0.000 ...0.316 ...#波段指數3 0.000 -5.798 0.018 0.000 0.125...0.143 0.060 -5.787 0.018 0.000 0.125 ...0.143 ...
第一列是K-path走過的距離,也就是能帶圖的橫坐標,有幾個NBANDS的時候有幾組數據。
第二列是能帶。
第三列——倒數第二列是每個軌道在能帶上的投影。
最后一列是原子/元素在能帶上的投影。VASPKIT(211)是原子的投影,(212)是元素的投影,相當于系統(tǒng)中這個元素的所有原子,(213)可以根據自己的要求指定幾個原子或幾組元素。
該文件可以直接導入到原點:
標準能帶圖可通過選擇前兩個畫線模型獲得:
高對稱點的位置可以在VASPKIT自動生成的KLABELS文件中找到。
帶結構圖中的K標記K坐標γ0.000m 1.139K 1.797γ3.113
1.139是m點,1.797是k點,3.113是Gamma點。單位都是E -1。在原點的前兩列中添加以下線條來標記高對稱點的位置。
1.14 -201.14 101.798 -201.798 10
您也可以通過在線模式下計算點數來標記高對稱點的位置,例如KPOINTS的第二行50,這意味著每兩個高對稱點之間插入50個點。原點每50條線都有對應的高對稱點。
由VASPKIT 50 line-modereciprocal 0.000000000000.00000000.00000000000 GAMMA 0.5000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000
調整坐標范圍,我們一般關注費米能級附近的狀態(tài)。帶圖的效果如下:
右鍵單擊Origin左上角的“1”,可以在繪圖設置中將指定軌道成分/原子/元素的投影添加到能帶圖中,俗稱投影能帶結構或胖能帶結構。
選擇Bubble,則a列和b列的數據作為x軸和y軸的數據,指定一列軌跡或最后一列(tot)作為投影的權重,點擊add->: ok .然后調整泡點的縮放比例和顏色。
這個數字是二硫化鉬的鉬的投影能帶??梢钥闯?,在VBM和煤層氣中,鉬元素占有較大的比重,相應的硫元素占有較小的比重。注意這里的能帶不考慮自旋軌道耦合(SOC)。如果考慮SOC,能帶結構會發(fā)生變化。
如果想看VBM和CBM的軌道圖形,可以用VASP的parital charge函數或者直接運行VASPKIT 511得到這兩個位置之間的實空波函數。
我們需要輸入的信息是這兩個位置的K點序號和波段序號,可以從IBZKPT文件和EIGENVAL文件中讀取。從能帶圖可以看出,這個點正好是‘K’,路徑gamma有兩行->:M->;k,每行有20個點(KPOINTS文件的第二行),所以VBM和CBM在第41個點。Band的序列號要根據占用的編號來讀取。EIGENVAL文件中該點的最高占用能帶為13號,最低未占用能帶為14號,運行VASPKIT時,選擇511->:41->;13和511->:41->;14就可以了。
0.33333333 E+00 0.33333333 E+00 0.0000000 E+00 0.1666667E-01 1-62.527256 1.000000 2-36.782055 1.000003-36.739875 1.00000 4-36.624610.000000-5
511 + -溫馨提示--+用VESTA/ VMD包打開實空間波函數文件。++你想畫哪個K點?(1 & lt= ikpt <。=60) ->>。41你想畫哪個樂隊?(1 & lt= iband <。=20) ->>。13 + -溫馨提示--+當前版本僅支持VASP代碼的標準版本。+---+->>。(01)讀取WAVECAR文件中的頭信息...+-WAVECAR Header-+SPIN = 1 NKPTS = 60 NBANDS = 20 EN CUT = 500.00系數精度:復數*8最大G值數:GX = 6,GY = 6,GZ = 34估計最大平面波數:5127+-->;>。(02)開始后處理波函數...->;>。(03)從POSCAR文件中讀取結構參數...->;>。(04)寫WF_REAL_B0013_K0041.vasp文件!->;>。(05)寫WF_IMAG_B0013_K0041.vasp文件!
將文件WF_REAL_B0013_K0041.vasp和WF_REAL_B0014_K0041.vasp拖到VESTA中進行繪制。這里可以看出,煤層氣主要是橫向分布,而VBM波函數是橫向和縱向分布。
綜上所述,可以看出用Origin繪制能帶圖比較繁瑣,如果要一次繪制100種材料的能帶圖,很難完成。這就需要一些高通量的計算程序,比如Pymatgen,來繪制能帶結構圖。后面的文章將解釋如何用pymatgen繪制各種能帶圖和布里淵區(qū)。
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