VASPKIT:总态密度、投影态密度与空间分布
普通DOS需要规则网格的自洽或非自洽计算。沿高对称线的能带采样不能替代布里渊区积分;轨道投影还需要匹配的PROCAR或DOSCAR投影部分。
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普通DOS需要规则网格的自洽或非自洽计算。沿高对称线的能带采样不能替代布里渊区积分;轨道投影还需要匹配的PROCAR或DOSCAR投影部分。
先准备示例#
下载输入、后处理数据与绘图脚本,解压后进入目录:
unzip vaspkit-examples-*.zip
cd vaspkit-examples
python3 prepare.py
module load vaspkit/1.5.1
prepare.py从集群安装的官方examples复制需要的原始示例;附件本身不转发这些分发文件。每个功能的目录独立,下面的cd cases/...均从附件根目录开始。完成一个功能后可用cd ../..回到根目录。
本例结果图#

图由实际导出的数据绘制。附件根目录执行module load phonopy/4.8.3,再执行python plot.py可重画;此模块提供绘图所需的Python环境。
主要例子的文件#
安装包示例 LDOS_PDOS/Ni_100_surface_DOS,在集群重新执行本功能;不是本轮重新进行全部上游VASP计算。
完整的配套文件通过附件和prepare.py准备。若本功能需要WAVECAR/WAVEDER,先按新计算与波函数准备运行自己的VASP,不使用其他体系的波函数代替。
先生成什么VASP数据#
总DOS常用规则网格静态计算,LORBIT=11输出轨道投影,NEDOS决定DOS能量网格。选择投影时先核对DOSCAR头部、元素数量与ISPIN;自旋极化示例会产生上下自旋两组列。空间LDOS的123/125还需要WAVECAR,不能只复制DOSCAR。
EDIFF = 1E-6
IBRION = -1
NSW = 0
LORBIT = 11
NEDOS = 1001
LWAVE = .TRUE.
这是要结合自身体系设置的参数片段,不是本篇官方Ni示例的完整INCAR。ENCUT、ISMEAR、SIGMA与磁性设置请保留为自己的计算方案。
各功能操作#
110 · 逆参与率#
按下面顺序输入;原子编号从1开始,元素名与当前POSCAR一致。更换体系时先核对所需的文件和编号。
当前1.5.1程序在本例读取投影后中断,没有提供可采用的IPR结果。请勿把局部写出的文件当成完整IPR;需要IPR时应明确实空间或原子投影定义,再选择对应分析程序。
本例未提供可直接采用的原生结果。
111 · 总态密度#
Ni表面自旋极化DOS示例。数据保留上下自旋,绘图时可以将下自旋取负以便显示,但负值只是画法。
实例来源:安装包示例 LDOS_PDOS/Ni_100_surface_DOS,在集群重新执行本功能;不是本轮重新进行全部上游VASP计算。
在附件根目录执行:
cd cases/111
vaspkit < answers.in
answers.in实际内容如下,每行对应一次输入;也可运行vaspkit后逐行手动键入。
111
目录中的主要配套文件:CONTCAR、DOSCAR、EIGENVAL、INCAR、KPOINTS、OUTCAR、POSCAR、PROCAR。
本次得到:ITDOS.dat、TDOS.dat。原始输入与结果保持在同一例子目录;表格文件先查看首行列名,再选择横纵轴。
可用head 文件名查看表头,结构结果可在VESTA中打开,曲面数据按对应网格绘制。
112 · 单原子投影DOS#
按下面顺序输入;原子编号从1开始,元素名与当前POSCAR一致。更换体系时先核对所需的文件和编号。
实例来源:安装包示例 LDOS_PDOS/Ni_100_surface_DOS,在集群重新执行本功能;不是本轮重新进行全部上游VASP计算。
在附件根目录执行:
cd cases/112
vaspkit < answers.in
answers.in实际内容如下,每行对应一次输入;也可运行vaspkit后逐行手动键入。
112
1
目录中的主要配套文件:CONTCAR、DOSCAR、EIGENVAL、INCAR、KPOINTS、OUTCAR、POSCAR、PROCAR。
本次得到:IPDOS_A1_DW.dat、IPDOS_A1_UP.dat、PDOS_A1_DW.dat、PDOS_A1_UP.dat。原始输入与结果保持在同一例子目录;表格文件先查看首行列名,再选择横纵轴。
可用head 文件名查看表头,结构结果可在VESTA中打开,曲面数据按对应网格绘制。
113 · 逐元素投影DOS#
按下面顺序输入;原子编号从1开始,元素名与当前POSCAR一致。更换体系时先核对所需的文件和编号。
实例来源:安装包示例 LDOS_PDOS/Ni_100_surface_DOS,在集群重新执行本功能;不是本轮重新进行全部上游VASP计算。
在附件根目录执行:
cd cases/113
vaspkit < answers.in
answers.in实际内容如下,每行对应一次输入;也可运行vaspkit后逐行手动键入。
113
目录中的主要配套文件:CONTCAR、DOSCAR、EIGENVAL、INCAR、KPOINTS、OUTCAR、POSCAR、PROCAR。
本次得到:IPDOS_Ni_DW.dat、IPDOS_Ni_UP.dat、PDOS_Ni_DW.dat、PDOS_Ni_UP.dat。原始输入与结果保持在同一例子目录;表格文件先查看首行列名,再选择横纵轴。
可用head 文件名查看表头,结构结果可在VESTA中打开,曲面数据按对应网格绘制。
114 · 原子集合投影DOS#
按下面顺序输入;原子编号从1开始,元素名与当前POSCAR一致。更换体系时先核对所需的文件和编号。
实例来源:安装包示例 LDOS_PDOS/Ni_100_surface_DOS,在集群重新执行本功能;不是本轮重新进行全部上游VASP计算。
在附件根目录执行:
cd cases/114
vaspkit < answers.in
answers.in实际内容如下,每行对应一次输入;也可运行vaspkit后逐行手动键入。
114
1
1-3
目录中的主要配套文件:CONTCAR、DOSCAR、EIGENVAL、INCAR、KPOINTS、OUTCAR、POSCAR、PROCAR。
本次得到:IPDOS_SUM_DW.dat、IPDOS_SUM_UP.dat、PDOS_SUM_DW.dat、PDOS_SUM_UP.dat、SELECTED_ATOMS_LIST。原始输入与结果保持在同一例子目录;表格文件先查看首行列名,再选择横纵轴。
本例输出摘要(数值仅对应上述输入):
1) Select Atoms by Atomic Indices/Labels
2) Select Atoms by Layers
3) Select Atoms by Heights
4) Select Atoms by SELECTED_ATOMS_LIST File
115 · 原子与轨道选择DOS#
前三个原子、d轨道求和。空行结束选择;换体系先核对原子编号。
实例来源:安装包示例 LDOS_PDOS/Ni_100_surface_DOS,在集群重新执行本功能;不是本轮重新进行全部上游VASP计算。
在附件根目录执行:
cd cases/115
vaspkit < answers.in
answers.in实际内容如下,每行对应一次输入;也可运行vaspkit后逐行手动键入。
115
1-3
d
目录中的主要配套文件:CONTCAR、DOSCAR、EIGENVAL、INCAR、KPOINTS、OUTCAR、POSCAR、PROCAR。
本次得到:PDOS_USER.dat。原始输入与结果保持在同一例子目录;表格文件先查看首行列名,再选择横纵轴。
本例输出摘要(数值仅对应上述输入):
(Free Format is compatible, e.g., C Fe H 1-4 7 8 24)
(Free Format is compatible, e.g., C Fe H 1-4 7 8 24)
116 · 元素局域DOS#
按下面顺序输入;原子编号从1开始,元素名与当前POSCAR一致。更换体系时先核对所需的文件和编号。
实例来源:安装包示例 LDOS_PDOS/Ni_100_surface_DOS,在集群重新执行本功能;不是本轮重新进行全部上游VASP计算。
在附件根目录执行:
cd cases/116
vaspkit < answers.in
answers.in实际内容如下,每行对应一次输入;也可运行vaspkit后逐行手动键入。
116
目录中的主要配套文件:CONTCAR、DOSCAR、EIGENVAL、INCAR、KPOINTS、OUTCAR、POSCAR、PROCAR。
本次得到:PDOS_ELEMENTS_DW.dat、PDOS_ELEMENTS_UP.dat。原始输入与结果保持在同一例子目录;表格文件先查看首行列名,再选择横纵轴。
可用head 文件名查看表头,结构结果可在VESTA中打开,曲面数据按对应网格绘制。
117 · 由EIGENVAL生成DOS#
1选择展宽方式,−10到10 eV、201采样点、0.1 eV展宽。展宽能平滑曲线,却不能弥补k网格不足。
实例来源:安装包示例 LDOS_PDOS/Ni_100_surface_DOS,在集群重新执行本功能;不是本轮重新进行全部上游VASP计算。
在附件根目录执行:
cd cases/117
vaspkit < answers.in
answers.in实际内容如下,每行对应一次输入;也可运行vaspkit后逐行手动键入。
117
1
-10 10 201 0.1
目录中的主要配套文件:CONTCAR、DOSCAR、EIGENVAL、INCAR、KPOINTS、OUTCAR、POSCAR、PROCAR。
本次得到:TDOS.dat。原始输入与结果保持在同一例子目录;表格文件先查看首行列名,再选择横纵轴。
本例输出摘要(数值仅对应上述输入):
1) Gaussian Smearing
2) Lorentzian Smearing
5) Linear Tetrahedron
6) Optimized Tetrahedron
0) Quit
9) Back
(e.g. -20.0 20.0 2000 0.1)
Smearing Width (SIGMA): 0.10
EMIN, EMAX and NEDOS: -10.00 10.00 201
118 · 由EIGENVAL和PROCAR生成PDOS#
按下面顺序输入;原子编号从1开始,元素名与当前POSCAR一致。更换体系时先核对所需的文件和编号。
实例来源:安装包示例 LDOS_PDOS/Ni_100_surface_DOS,在集群重新执行本功能;不是本轮重新进行全部上游VASP计算。
在附件根目录执行:
cd cases/118
vaspkit < answers.in
answers.in实际内容如下,每行对应一次输入;也可运行vaspkit后逐行手动键入。
118
1
-10 10 201 0.1
1
all
目录中的主要配套文件:CONTCAR、DOSCAR、EIGENVAL、INCAR、KPOINTS、OUTCAR、POSCAR、PROCAR。
本次得到:PDOS_EIG_DW.dat、PDOS_EIG_UP.dat、SELECTED_ATOMS_LIST。原始输入与结果保持在同一例子目录;表格文件先查看首行列名,再选择横纵轴。
本例输出摘要(数值仅对应上述输入):
2) Lorentzian Smearing
5) Linear Tetrahedron
6) Optimized Tetrahedron
0) Quit
9) Back
(e.g. -20.0 20.0 2000 0.1)
1) Select Atoms by Atomic Indices/Labels
2) Select Atoms by Layers
3) Select Atoms by Heights
4) Select Atoms by SELECTED_ATOMS_LIST File
Smearing Width (SIGMA): 0.10
EMIN, EMAX and NEDOS: -10.00 10.00 201
119 · 指定k点PDOS#
按下面顺序输入;原子编号从1开始,元素名与当前POSCAR一致。更换体系时先核对所需的文件和编号。
实例来源:安装包示例 LDOS_PDOS/Ni_100_surface_DOS,在集群重新执行本功能;不是本轮重新进行全部上游VASP计算。
在附件根目录执行:
cd cases/119
vaspkit < answers.in
answers.in实际内容如下,每行对应一次输入;也可运行vaspkit后逐行手动键入。
119
1
-10 10 201 0.1
1
all
1
目录中的主要配套文件:CONTCAR、DOSCAR、EIGENVAL、INCAR、KPOINTS、OUTCAR、POSCAR、PROCAR。
本次得到:PDOS_K1_DW.dat、PDOS_K1_UP.dat、SELECTED_ATOMS_LIST。原始输入与结果保持在同一例子目录;表格文件先查看首行列名,再选择横纵轴。
本例输出摘要(数值仅对应上述输入):
6) Optimized Tetrahedron
0) Quit
9) Back
(e.g. -20.0 20.0 2000 0.1)
1) Select Atoms by Atomic Indices/Labels
2) Select Atoms by Layers
3) Select Atoms by Heights
4) Select Atoms by SELECTED_ATOMS_LIST File
Which kpt-index do you want to calculate? (1<= & <=15)
(e.g., 1 means to select the first k-point)
Smearing Width (SIGMA): 0.10
EMIN, EMAX and NEDOS: -10.00 10.00 201
120 · 指定能带PDOS#
按下面顺序输入;原子编号从1开始,元素名与当前POSCAR一致。更换体系时先核对所需的文件和编号。
实例来源:安装包示例 LDOS_PDOS/Ni_100_surface_DOS,在集群重新执行本功能;不是本轮重新进行全部上游VASP计算。
在附件根目录执行:
cd cases/120
vaspkit < answers.in
answers.in实际内容如下,每行对应一次输入;也可运行vaspkit后逐行手动键入。
120
1
-10 10 201 0.1
1
all
1
目录中的主要配套文件:CONTCAR、DOSCAR、EIGENVAL、INCAR、KPOINTS、OUTCAR、POSCAR、PROCAR。
本次得到:PDOS_B1_DW.dat、PDOS_B1_UP.dat、SELECTED_ATOMS_LIST。原始输入与结果保持在同一例子目录;表格文件先查看首行列名,再选择横纵轴。
本例输出摘要(数值仅对应上述输入):
6) Optimized Tetrahedron
0) Quit
9) Back
(e.g. -20.0 20.0 2000 0.1)
1) Select Atoms by Atomic Indices/Labels
2) Select Atoms by Layers
3) Select Atoms by Heights
4) Select Atoms by SELECTED_ATOMS_LIST File
Which band-index do you want to calculate? (1<= & <=48)
(e.g., 1 means to select the first band)
Smearing Width (SIGMA): 0.10
EMIN, EMAX and NEDOS: -10.00 10.00 201
123 · 三维空间LDOS#
铜例子,能窗−1至1 eV、5个能量点、0.15 eV展宽。需要匹配的WAVECAR;本例网格很粗,仅示范三维导出。
实例来源:本专题在集群计算/建立的 cu-fermi 模型。
在附件根目录执行:
cd cases/123
vaspkit < answers.in
answers.in实际内容如下,每行对应一次输入;也可运行vaspkit后逐行手动键入。
123
-1 1 5 0.15
目录中的主要配套文件:CONTCAR、DOSCAR、EIGENVAL、INCAR、KPOINTS、OUTCAR、POSCAR、PROCAR。
本次得到:LDOS.vasp。原始输入与结果保持在同一例子目录;表格文件先查看首行列名,再选择横纵轴。
本例输出摘要(数值仅对应上述输入):
NKPTS = 47
NBANDS = 9
ENCUT = 450.00
Maximum number of G values: GX = 5, GY = 5, GZ = 5
Estimated maximum number of plane-waves (NPWS): 335
Meshgrid Size: 64 64 64
Smearing Width (SIGMA): 0.15
EMIN, EMAX and NEDOS: -1.00 1.00 5
Percentage complete: 25.5%
Percentage complete: 51.1%
Percentage complete: 76.6%
Percentage complete: 100.0%
124 · 三维磁性LDOS#
按下面顺序输入;原子编号从1开始,元素名与当前POSCAR一致。更换体系时先核对所需的文件和编号。
当前1.5.1入口对本例ISPIN=2波函数仍给出不适用提示,不能据此得到可靠磁性LDOS。可以先用312、313分析自旋电荷;它们不等同于能量分辨的磁性LDOS。
本例未提供可直接采用的原生结果。
125 · 平面平均LDOS#
3表示沿第三晶轴平均;其余参数与123相同。
实例来源:本专题在集群计算/建立的 cu-fermi 模型。
在附件根目录执行:
cd cases/125
vaspkit < answers.in
answers.in实际内容如下,每行对应一次输入;也可运行vaspkit后逐行手动键入。
125
3
-1 1 5 0.15
目录中的主要配套文件:CONTCAR、DOSCAR、EIGENVAL、INCAR、KPOINTS、OUTCAR、POSCAR、PROCAR。
本次得到:LDOS.grd、X.grd、Y.grd。原始输入与结果保持在同一例子目录;表格文件先查看首行列名,再选择横纵轴。
本例输出摘要(数值仅对应上述输入):
NKPTS = 47
NBANDS = 9
ENCUT = 450.00
Maximum number of G values: GX = 5, GY = 5, GZ = 5
Estimated maximum number of plane-waves (NPWS): 335
Meshgrid Size: 64 64 64
Smearing Width (SIGMA): 0.15
EMIN, EMAX and NEDOS: -1.00 1.00 5
Percentage complete: 25.5%
Percentage complete: 51.1%
Percentage complete: 76.6%
Percentage complete: 100.0%
126 · 平面平均磁性LDOS#
按下面顺序输入;原子编号从1开始,元素名与当前POSCAR一致。更换体系时先核对所需的文件和编号。
当前1.5.1对本例读取第二自旋时中断,不使用单自旋的残留网格作为最终结果。能量分辨磁性LDOS需另选支持相应WAVECAR格式的工具。
本例未提供可直接采用的原生结果。
换成自己的体系#
先复制一份计算目录,确认POSCAR、INCAR、KPOINTS和各结果来自同一计算,再运行所需菜单。涉及静态、优化或声子等前置VASP任务,先完成计算再后处理;VASPKIT不会替代这些计算。保留结构、输入参数、工具版本和提取后的数据,后续改图时不必反复重算。
方法参考:VASPKIT官方教程;菜单与交互输入以本专题实际使用的安装版本为准。使用结果开展研究时引用VASPKIT论文。