qvasp的Bader电荷与表面功函数

本篇使用鸢算科技集群实际生成的结构或已经完成的VASP计算数据。环境为官方Linux预编译qvasp2.26（模块 qvasp/2.26），辅助环境为ASE3.29.0、Spglib2.7.0、NumPy和Matplotlib；qvasp原生二进制的编译器版本未公开确认，不将它写成本地重新编译版本。

下载输入、真实数值数据与绘图脚本。解压进入目录，以普通账号运行：

bash run.sh

运行后查看 work/cases、work/analysis-core、work/analysis-extra 和 work/figures。这一命令执行文件准备和后处理，不启动VASP。包内不含POTCAR、WAVECAR或完整原始OUTCAR/XML；精简OUTCAR由明确标注的实际数值摘录生成，仅供工具练习。处理自己的任务时应使用自己的完整原始文件。

1 Bader计算需要三份电荷网格#

前置VASP计算应保存CHGCAR、AECCAR0和AECCAR2，结构、网格与原子顺序需一致。qvasp可先生成前置INCAR：

qvasp -bader

VASP计算完成后进入结果目录：

ls CHGCAR AECCAR0 AECCAR2
qvasp -baderd
cat ACF.dat

该接口先合并AECCAR0/2，再调用Bader程序，以CHGCAR进行价电子分区。资料包使用实际Si8数据，价电子总数32；CHGCAR网格积分31.99999955，八个原子分区电子数和31.999998，二者与32相符。

ACF中的CHARGE列是积分电子数，不是已经换算好的净电荷。本例Si价电子数为4，净价电荷按 4−CHARGE求得；参考CSV同时给出两列。各Si轻微不等不应被删去或强行平均成4，正式电荷转移研究需增加网格等精度检查。没有AECCAR文件时，不能把别的任务网格随意混入。

2 表面功函数先计算LOCPOT#

前置VASP输入可用：

qvasp -wk

检查表面法向、真空、局域势输出和必要的偶极修正，然后提交自己的VASP任务。完成后在含LOCPOT、OUTCAR和结构文件的目录：

qvasp -wkd

本Cu薄层交互输入费米能 0.0389、保留方向 3（z）。终端得到真空势最大值约4.922918 eV、功函数约4.884018 eV。

head vline.dat
ls wk.png

vline.dat纵轴是未减费米能的平均势，功函数另按最大值减费米能计算。420个z网格，原生第一行坐标约0.0628446 Å，最后一行26.394725 Å；这是从一个网格步长开始的输出约定，不要默认为第一行为z=0而静默平移。

3 看清真空平台再讨论材料性质#

最大平均势减费米能适合展示工具流程；正式表面研究还要看两侧真空是否平坦、是否对称、板层数、真空厚度、表面终止和偶极修正。非对称表面可能有两个不同真空平台，单一最大值不能替代左右两侧的分析。

本篇保留实际Cu薄层数据，不将短小教学模型的最大值算法写成所有表面的已收敛功函数。需要以费米能为零的势曲线时，可使用 work/analysis-extra/Cu-potential.csv的第三列，原生第二列保留原值。

参考：qvasp官方教程与模块实际 qvasp -help。在线手册标记2.25，个别行为与当前2.26不同，本文按本例实际输入输出说明。