LOBSTER Fatband与k空间COHP

下载完整输入、原生输出与三张图的绘图程序，保存为example.zip：

python3 -m zipfile -e example.zip .
cd lobster-bands-custom-examples
bash results.sh
bash plot.sh

使用LOBSTER6.0.0官方g++9.3.0静态OpenMP程序，单线程。VASP6.6.1 GPU环境为NVHPC25.3、CUDA12.8、HPC-X2.22.1、MKL2023.2。POTCAR、WAVECAR和完整DFT输出不分发；完整安全输入与原生LOBSTER数值输出在资料包中，重算使用您自己生成的同源波函数。

1. 先做带零权重路径的VASP计算#

普通DOS网格没有您想画的能带路径；Fatband和k空间COHP需要在同一输出中保留相关零权重点。本例新算Si2：3³个正权重SCF点，另加Γ–X–L–Γ共15个零权重点。不是拿普通7³网格按行号冒充高对称路径。

POSCAR：

Si2 bonding teaching
1.0
0 2.715 2.715
2.715 0 2.715
2.715 2.715 0
Si
2
Direct
0 0 0
0.25 0.25 0.25

主要INCAR为：

ENCUT=520
EDIFF=1E-6
PREC=Accurate
LREAL=.FALSE.
LASPH=.TRUE.
ISYM=-1
ISPIN=1
NBANDS=18
NSW=0
IBRION=-1
ISTART=0
ICHARG=2
LWAVE=.TRUE.
LCHARG=.FALSE.
LH5=.FALSE.
ISMEAR=0
SIGMA=.05
ALGO=Normal
NELM=160
LORBIT=11

完整KPOINTS在随包文件中：首部为42和Reciprocal，前27行权重1，后15行权重0；每条路径含5点，接缝保留重复端点。正权重点决定自洽密度，零权重点提供路径上的波函数，不进入同样的积分权重。

cat vasp-inputs/si-path/KPOINTS
cd vasp-inputs/si-path
cp /public/software/vasp/potcar/version64/PBE/Si/POTCAR .
sbatch p100.slurm
cd ../..

上面使用您有权使用的本地POTCAR。VASP结束后先检查电子收敛及WAVECAR，再继续。这个粗网格新算例用于演示输出，不用于收敛Si带隙预测。

2. 运行LOBSTER#

basisSet pbeVaspFit2015
basisFunctions Si 3s 3p
cohpGenerator from .1 to 2.6 orbitalWise
createFatband Si 3s 3p
kSpaceCOHP
useDecimalPlaces 8

cat inputs/Si-fatband-kCOHP/lobsterin
sbatch job.slurm Si-fatband-kCOHP --source "$(pwd)/vasp-inputs/si-path"
head -n 12 reference-results/Si-fatband-kCOHP/FATBAND_Si1_3s.lobster

本例局域基组共有8个函数，LOBSTER采用相应8条投影带；FATBAND输出零权重点编号28–42，每点8条带。请求3p时输出的是px/py/pz合计，不是一个磁量子分量。两个Si各有s/p两组，共4个FATBAND文件，四组权重之和为1。

FATBAND能量是E−EF，权重无量纲；该文件能量和权重保留三位小数，本例useDecimalPlaces 8没有把这个格式统一改成八位。图横轴是15个明确采样点，不是归一化的笛卡尔k距离。若用于正式能带图，请按真实倒格矢计算各段长度。

3. k空间COHP矩阵怎么看#

head -n 15 reference-results/Si-fatband-kCOHP/KspaceCOHPBand1.lobster
head -n 8 Si-kCOHP-sums.csv

一个文件对应一条带，内部按k点给8×8矩阵。第1带Γ点头部原生能量约−6.0426eV；这与FATBAND约−12.284eV不同，因为这里的头部给绝对能量，本例EF约6.2410633eV。

矩阵包含现场和非现场贡献，全部矩阵元求和与该带本征能量一致，本例最大差约9×10⁻⁸eV。不能只抽取一条Si–Si非现场项，就要求它等于整条能带能量；也不能把k分辨分解直接叫作费米能以下积分ICOHP。

4. 换成自己的体系#

先确定局域基组和所需带数，在正权重SCF网格之外加入匹配的零权重路径；保存同一次计算的波函数，使用正确元素和轨道标签运行LOBSTER。画图时区分原始带号、投影保留带号、能量零点和轨道组。已有普通COHP分析见COHP教程。