DS-PAW band能帶計(jì)算

第一性原理平面波密度泛函計(jì)算軟件DS-PAW是Device Studio平臺(tái)下的一款使用C++開(kāi)發(fā)的國(guó)產(chǎn)第一性原理密度泛函計(jì)算軟件，使用平面波作為基函數(shù)組，其贗勢(shì)是使用投影綴加平面波方法構(gòu)造的。

DS-PAW能夠應(yīng)用于不同場(chǎng)景，例如金屬、半導(dǎo)體、絕緣體、表面、磁性、非磁性和鋰電等；能夠精確預(yù)測(cè)材料的電子分布；能夠進(jìn)行原子幾何結(jié)構(gòu)優(yōu)化；能夠廣泛的應(yīng)用于材料科學(xué)領(lǐng)域。????? ???

本期將給大家介紹DS-PAW band能帶計(jì)算的內(nèi)容。

2.3.band能帶計(jì)算

本節(jié)將從自洽出發(fā)介紹如何使用DS-PAW計(jì)算能帶和投影能帶。以Si體系為例進(jìn)行自洽計(jì)算（見(jiàn)2.2節(jié) ），自洽完成之后準(zhǔn)備能帶計(jì)算和投影能帶計(jì)算，并對(duì)能帶和投影能帶作圖分別進(jìn)行分析。

2.3.1. 能帶計(jì)算輸入文件

輸入文件包含參數(shù)文件band.in、結(jié)構(gòu)文件structure.as和上次自洽計(jì)算得到的二進(jìn)制電荷密度文件rho.bin，band.in如下：

band.in輸入?yún)?shù)介紹：

在能帶計(jì)算中可以盡量保留sys.和cal.的參數(shù)到band.in中，之后設(shè)置能帶計(jì)算特有的參數(shù)即可：

task：本次計(jì)算為band能帶計(jì)算，設(shè)置task為band；

cal.iniCharge：表示讀取電荷密度二進(jìn)制文件，支持絕對(duì)路徑及相對(duì)路徑，這里./表示當(dāng)前路徑下的rho.bin文件；

能帶計(jì)算中新增了一部分能帶相關(guān)的參數(shù)，這些參數(shù)只在能帶計(jì)算中起作用：

band.kpointsLabel：表示能帶計(jì)算時(shí)高對(duì)稱(chēng)點(diǎn)標(biāo)簽，一個(gè)band.kpointsCoord對(duì)應(yīng)一個(gè)band.kpointsLabel；

band.kpointsCoord：表示能帶計(jì)算時(shí)高對(duì)此點(diǎn)的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)，每三個(gè)數(shù)為一組；

band.kpointsNumber：表示每相鄰兩個(gè)高對(duì)稱(chēng)點(diǎn)的間隔；

structure.as文件同自洽計(jì)算。（見(jiàn)2.2節(jié)）

2.3.2.run程序運(yùn)行

準(zhǔn)備好輸入文件band.in和structure.as以及rho.bin之后，將文件上傳到服務(wù)器上運(yùn)行，按照結(jié)構(gòu)弛豫中介紹的方法執(zhí)行DS-PAW band.in。

2.3.3.analysis計(jì)算結(jié)果分析

根據(jù)上述的輸入文件，計(jì)算完成之后將會(huì)得到DS-PAW.log、band.json這2個(gè)文件。

band.json：能帶計(jì)算完成之后的json數(shù)據(jù)文件；此時(shí)能帶的數(shù)據(jù)也將會(huì)被保存在band.json中，具體的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)詳見(jiàn)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)解析部分；

使用Device Studio可直接對(duì)band.json文件處理出圖，其操作步驟為：Simulator-->DS-PAW-->Analysis Plot，選擇band.json即可，可根據(jù)作圖要求自定義設(shè)置面板參數(shù)，DS處理得到的能帶圖如下所示：

另可使用python進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，具體操作見(jiàn)輔助工具使用教程部分。

2.3.4.ioband自洽中直接計(jì)算能帶

在2.2自洽計(jì)算的輸入文件中加入io.band=true，之后將band相關(guān)參數(shù)寫(xiě)入scf.in中即可。輸入文件如下：

此時(shí)計(jì)算出來(lái)的能帶圖與單獨(dú)計(jì)算得到的能帶圖效果一致。

審核編輯 ：李倩