LOBSTER计算COHP与ICOHP
用Si最近邻键演示lobsterin、周期键、成键曲线及积分值的提取和绘图。
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COHP按能量分辨轨道间相互作用，ICOHP是相应的占据态积分。先选一个固定结构和一致的投影设置，再比较特定键；不能把ICOHP直接解释成断键能或材料总能。
1 准备输入并运行#
先按输入准备生成VASP输出。独立使用LOBSTER时，在自己获分配的计算资源内操作：
module load lobster/6.0.0
export OMP_NUM_THREADS=1
lobster > lobster.log 2>&1
tail lobsterout
目录中保留同一次静态计算的POSCAR、CONTCAR、POTCAR、WAVECAR、OUTCAR、vasprun.xml、KPOINTS和IBZKPT。不要从不同计算拼凑这些文件。配套submit.sh已自动完成文件传递和资源申请。
Si的lobsterin如下：
COHPStartEnergy -30
COHPEndEnergy 20
COHPSteps 500
basisSet pbeVaspFit2015
basisFunctions Si 3s 3p
printTotalSpilling
useDecimalPlaces 8
cohpGenerator from 0.1 to 2.6 orbitalWise
DensityOfEnergy
writeDOV
writeBasisFunctions
saveProjectionToFile
能量窗相对费米能，COHPSteps控制曲线采样，不能替代VASP的k点收敛。cohpGenerator自动选取0.1–2.6 Å内的原子对；orbitalWise同时输出轨道分解。这里Si实际使用每原子一个3s和三个3p函数，两个原子共8个局域函数；实际使用的基组以lobsterout为准。
2 看原生积分表#
head -n 12 ICOHPLIST.lobster
本例最近邻距离约2.35126 Å，四个原子对积分如下。平移向量表示第二个原子相对于所列晶胞的镜像位置。
| Si1—Si2平移 | ICOHP / eV |
|---|---|
| (0,0,-1) | -4.56158978 |
| (0,-1,0) | -4.56226196 |
| (-1,0,0) | -4.56399974 |
| (0,0,0) | -4.56712437 |
这些是有限网格、有限基组下的实际输出。不要因为晶体具有对称性，就在原始表中把它们强制改成同一个数字。
3 导出CSV并画图#
在解压后的资料包根目录：
bash plot.sh work/p100/si/reference/data si-plots
head work/p100/si/reference/data/cohp.csv
head work/p100/si/reference/data/bond-integrals.csv
cohp.csv第一列是E_minus_Ef_eV，随后为所列原子对的平均曲线、平均积分曲线及各键曲线。bond-integrals.csv保留原子编号、晶胞平移、距离及原生积分值，也包括轨道分解行；统计原子对时应排除轨道行。
LOBSTER常用原始COHP负值表示成键、正值表示反键。为了把成键部分画在上方，本组图画的是−COHP，因此图中正值对应成键。一定看清图轴上的负号。
图中Na使用Na_sv及0.2 eV高斯展宽；Na的平均曲线用于展示金属曲线形状，不表示每一条周期键都已经具有毫电子伏精度。逐键差异见投影质量。
4 积分时最容易出错的地方#
本组Si曲线数值积分到费米能，与ICOHPLIST的差约为1.3×10⁻⁵ eV。独立积分时需包括插值到E−Ef=0的最后一段；只取E<0的数组会漏掉最后一个区间。
LOBSTER的COHPCAR能量轴已经是E−Ef。文件头仍可能包含原始费米能元数据，不能再减一次。截取一个很窄的画图窗口后，也不能把窗口积分当作完整占据态ICOHP。
比较不同结构时，应同时保持赝势、泛函、能量截断、k点密度、局域基组和成键原子对定义一致。它是投影分析量，不是普遍可转移的绝对键能。
输入准备 · COHP与ICOHP · COOP、COBI与轨道 · DOS与电荷 · 基组与投影质量 · 键长分布与辅助输出 · 缓存与结果导出