VASP 分波电荷与STM图像入门

STM示意图可以从靠近费米能的局域电子态出发计算。本例沿用Cu(111)功函数算例，对比Ef下方和上方各1 eV窗口的实空间分布。

1. 先做并保存收敛波函数#

先完成Cu(111)的静态自洽，设置LWAVE=.TRUE.保留WAVECAR。本例5层Cu表面、固定晶胞、9×9×1 k网格；后处理保持相同晶胞、截断能、k网格和能带设置。

把收敛WAVECAR复制到两个LPARD目录。它是自己的前序输出，公开附件不提供。不要拿未收敛或来自另一套几何的波函数继续做图。

2. 分别选择两个能量窗口#

占据窗口使用：

LPARD = .TRUE.
NBMOD = -3
EINT = -1 0
LSEPB = .FALSE.
LSEPK = .FALSE.

空态窗口改成EINT=0 1。NBMOD=-3表示能量相对于费米能。两个目录各执行sbatch run.sh，读取生成的PARCHG。

LPARD是基于既有波函数的后处理，不是重新优化结构。此处合并所有k点和选中能带；若只选部分k点，要另行处理对称性和权重。参数说明见VASP分波电荷与STM教程。

3. 在固定高度取平面#

本次在最上层Cu原子上方2.5 Å取平面，插值读取PARCHG网格。图中为了看清周期性，将同一个表面单胞平铺3×3；这不是新增9个不同的计算单胞。

两幅图分别除以各自平面平均值，展示相对空间起伏。由于分别归一，颜色不能用于比较两个偏压下的绝对电流大小。面内轴按本例斜晶胞的实际笛卡尔坐标绘制。

4. 图像应该怎样理解#

这是采用简单针尖近似的恒高积分LDOS示意。正样品偏压通常关联空态窗口，负偏压关联占据窗口，但实际电流还受针尖态、隧穿矩阵元、针尖高度和偏压影响。

它不是实验STM照片，也不是恒流高度图。恒流模拟需要寻找达到指定积分LDOS的等值高度；STS的dI/dV通常还要更窄的能量窗口及额外近似。本页没有将这两类结果混为同一张图。

5. 换成自己的表面#

先优化表面和吸附结构，再保存相应波函数。根据所研究偏压选EINT，逐步增加真空和k点检查图像稳定性；不同体系不要把“上方2.5 Å”当成通用针尖位置。展示图像时写明偏压/能量窗口、取图高度、归一化方式与表面晶胞。

环境与下载#

本页使用鸢算科技集群的实际计算数据。VASP 6.6.1、PBE PAW64、ENCUT=550 eV、EDIFF=1E-6；优化自由原子力目标0.02 eV/Å。GPU程序使用NVHPC 25.3、CUDA 12.8、HPC-X 2.22.1和MKL 2023.2构建。声子后处理使用Phonopy 4.8.3、Phono3py 4.8.2；结构和网格读取使用ASE 3.29.0。

下载输入、力常数与后处理脚本（ZIP）

附件README说明各目录依赖。准备有权使用的POTCAR，按POSCAR元素顺序组合，再用目录内sbatch run.sh提交。WAVECAR、CHGCAR需由自己的前序计算产生，不随公开包分发。JSON及图片是本次参考数据。