CP2K有限偏压电流：积分精度与I–V数据
实际±0.1V电流、透射积分独立核对和窄共振的采样方法，保留小模型的数值限制。
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下载CP2K输运与密度嵌入完整输入、真实输出和绘图程序，保存为example.zip：
python3 -m zipfile -e example.zip .
cd cp2k-negf-embedding-examples
bash results.sh
bash plot.sh
前两条整理文件；results.sh读参考数据，plot.sh从真实CSV和密度网格画图，不启动电子计算。完整输入在inputs/，原生数值在reference-results/，11份CSV在data/。本组采用CP2K2026.2和官方小模型，供实际操作参考，不作为收敛后的材料性质或性能基准。
1. 先有一致的接触与器件#
沿用氢链NEGF完整输入，只改变接触电势及积分设置。本例使用同一28H结构、基组、赝势和网格。V_bias_volt=0.1时，两个接触的ELECTRIC_POTENTIAL分别为+0.05、−0.05eV。
反向偏压建议明确写数值，避免变量替换后出现双负号：
&CONTACT
ELECTRIC_POTENTIAL [eV] -0.05
# 同一接触的主层与屏蔽区仍按完整输入保留
&END CONTACT
&CONTACT
ELECTRIC_POTENTIAL [eV] 0.05
# 第二个接触的其余参数保持不变
&END CONTACT
这段只显示需要改的两行，不能单独替代整个NEGF输入。负偏压完整文件已放在inputs/H28-minus-explicit/input.inp。
2. 从参考数据看积分精度#
cat data/NEGF-current-summary.csv
grep -E 'Electric current|NEGF run converged' reference-results/H28-plus-tight/output.log
| 条件 | 原生电流/μA | NEGF迭代次数 |
|---|---|---|
| 0V，原设置 | +0.00584017 | 11 |
| +0.1V，原设置 | +7.64484690 | 11 |
| −0.1V，原设置 | −7.41180050 | 14 |
| +0.1V，加密积分 | +7.62661320 | 21 |
| −0.1V，加密积分 | −7.43644080 | 21 |
零外加偏压仍有约5.84nA的小残余值；原计算两个接触的电化学势有约0.00008374eV差异，不能把它改写成严格零电流。表中符号沿用本程序输出的电子电流约定，比较其他程序时需先对齐接触编号和符号。
3. 为什么画一条粗透射曲线还不够#
透射曲线中的窄共振可能位于很少几个网格点之间。本例原始全谱401点适合看大致能带窗口，不足以精确读出窄共振的面积。电流积分网格与绘图网格是两件事，应分别控制。
加密条件在NEGF段使用：
EPS_DENSITY 1e-8
EPS_SCF 1e-7
EPS_GREEN 1e-7
INTEGRATION_MAX_POINTS 4096
透射打印段改为：
&TRANSMISSION
FILENAME transm
FROM_ENERGY [eV] -6.3
TILL_ENERGY [eV] -5.9
N_GRIDPOINTS 8001
&END TRANSMISSION
这里的绝对能量窗口只对本模型合适；换材料后应先读接触电化学势，再移动窗口，不能机械复制−6.3至−5.9eV。
cat inputs/H28-plus-tight/input.inp
cat inputs/H28-minus-explicit-tight/input.inp
sbatch job-negf.slurm
CPU资源与构建说明沿用前篇。程序会保存每组原生输出，后两组是不同积分精度条件，不是把同一结果复制两次。
4. 由实际透射谱独立重建电流#
在这份非自旋极化输入与原文件G₀约定下，可用两接触实际电化学势、10K费米分布和原生透射谱积分。包内extract.py读取原生μ，而非假定外加偏压严格等于μ差；能量先从Hartree换为eV，并按程序电子电流约定使用负号。
新计算全部完成后，另一个嵌入章节的两个模型也完成时，可以一次生成全套CSV和图：
bash extract.sh
bash plot.sh --data work/analysis --output figures-new
只看已有数据时使用bash results.sh和bash plot.sh即可。本组加密条件中，透射积分得到+7.62662009、−7.43644676μA，与原生电流的相对差分别约9.03×10⁻⁷、8.01×10⁻⁷；它们是对实际数据的独立读取，不是人为令曲线通过电流点。
5. 怎样解释还剩下的不对称#
加密后正、负偏压电流绝对值仍约有2.5%的差别。该模型很小，采用有限屏蔽区、周期初始电极和有限精度自洽，尚未做完整的器件尺寸/接触/自洽解收敛研究，不能据此宣称真实材料有整流性质。
学会本篇流程后，先检查自洽、接触映射、偏压反转与采样精度，再研究目标器件的I–V曲线。图上的少量偏压点也不代表已获得完整I–V特征。
具体电化学势与电流实现可查CP2K2026.2 NEGF原生方法。