VASPKIT专题

VASPKIT:三维能带曲面与费米面

费米面需要规则倒空间网格。VASPKIT生成的KPOINTS首行含网格信息,应与同一轮EIGENVAL、DOSCAR和PROCAR一起保存,不能换成普通标题。

更新于 2026-10-26约 10 分钟阅读按任务与环境选择适用配置
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费米面需要规则倒空间网格。VASPKIT生成的KPOINTS首行含网格信息,应与同一轮EIGENVAL、DOSCAR和PROCAR一起保存,不能换成普通标题。

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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#

VASPKIT三维能带曲面与费米面实测数据图

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#

本专题在集群计算/建立的 graphene-fermi 模型。

INCAR#

ENCUT=450
EDIFF=1E-6
EDIFFG=-0.02
PREC=Accurate
ISMEAR=0
SIGMA=0.05
LREAL=.FALSE.
IBRION=-1
NSW=0
LORBIT=11
LWAVE=.TRUE.
LCHARG=.TRUE.
ALGO=Normal
ISYM=0

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。

各功能操作#

231 · 曲面网格生成#

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 3D_band,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/231
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。

231
0.04

目录中的主要配套文件:EIGENVAL、INCAR、KPOINTS、POSCAR。

本次得到:KPOINTS。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):

* 0.01 is Generally Precise Enough!
Reciprocal Lattice Vectors (in Units of 1/Angstrom):
2.5450190215      -1.4693677987       0.0000000000
2.5450190215       1.4693677987       0.0000000000
0.0000000000       0.0000000000       0.5235987756
Reciprocal Lattice Constants:   2.9387   2.9387   0.5236
Real-Space Lattice Constants:   2.4688   2.4688  12.0000
K-Mesh Size:   15   15    1
Number of Elements: 1
POTCAR File No.1: [ POTCAR_C ], Valence Electron: 4.0
Total Atoms: 2
Total Valence Electrons: 8.0

232 · 指定能带曲面#

本次石墨烯9×9×1网格,选择第4条带;输出BAND_B4.grd,横轴网格为KX.grd、KY.grd。这里只输入单个带编号。

实例来源:本专题在集群计算/建立的 graphene-fermi 模型。

在附件根目录执行:

cd cases/232
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。

232
4

目录中的主要配套文件:DOSCAR、EIGENVAL、INCAR、KPOINTS、OUTCAR、POSCAR。

本次得到:BAND_B4.grd、KX.grd、KY.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):

Which band-index do you want to calculate? (1<= & <=8)
(e.g., 1 means to select the first band)

233 · HOMO与LUMO曲面#

石墨烯例子提取占据边缘两条带;HOMO/LUMO是该程序的占据序号约定,不能据此假定石墨烯有带隙。

实例来源:本专题在集群计算/建立的 graphene-fermi 模型。

在附件根目录执行:

cd cases/233
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。

233

目录中的主要配套文件:DOSCAR、EIGENVAL、INCAR、KPOINTS、OUTCAR、POSCAR。

本次得到:BAND_HOMO.grd、BAND_LUMO.grd、KX.grd、KY.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。

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。

261 · 费米面网格#

0.05为网格分辨率。新铜例子由该网格生成VASP输入;网格加密后必须重算对应本征值。

实例来源:安装包示例 fermi_surface/Cu_fermi_surface,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/261
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。

261
0.05

目录中的主要配套文件:DOSCAR、EIGENVAL、INCAR、KPOINTS、POSCAR。

本次得到:KPOINTS。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):

* 0.01 is Generally Precise Enough!
Reciprocal Lattice Vectors (in Units of 1/Angstrom):
2.4570699964      -1.4185900239      -1.0030946256
0.0000000000       2.8371800477      -1.0030946256
0.0000000000       0.0000000000       3.0092838767
Reciprocal Lattice Constants:   3.0093   3.0093   3.0093
Real-Space Lattice Constants:   2.5572   2.5572   2.5572
K-Mesh Size:   10   10   10
Number of Elements: 1
POTCAR File No.1: [ POTCAR_Cu ], Valence Electron: 11.0
Total Atoms: 1
Total Valence Electrons: 11.0

262 · XCrySDen费米面#

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 fermi_surface/Cu_fermi_surface,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/262
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。

262

目录中的主要配套文件:DOSCAR、EIGENVAL、INCAR、KPOINTS、POSCAR。

本次得到:FERMISURFACE.bxsf。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。

263 · FermiSurfer费米面#

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 fermi_surface/Cu_fermi_surface,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/263
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。

263

目录中的主要配套文件:DOSCAR、EIGENVAL、INCAR、KPOINTS、POSCAR。

本次得到:FERMISURFACE.frmsf。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。

264 · 轨道投影费米面#

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: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/264
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。

264
1
all

目录中的主要配套文件:DOSCAR、EIGENVAL、INCAR、KPOINTS、OUTCAR、POSCAR、PROCAR。

本次得到:FERMISURFACE_dx2-y2.frmsf、FERMISURFACE_dxy.frmsf、FERMISURFACE_dxz.frmsf、FERMISURFACE_dyz.frmsf、FERMISURFACE_dz2.frmsf、FERMISURFACE_px.frmsf、FERMISURFACE_py.frmsf、FERMISURFACE_pz.frmsf、FERMISURFACE_s.frmsf、FERMISURFACE_tot.frmsf、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

265 · 指定轨道费米面#

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: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/265
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。

265
1
all
1

目录中的主要配套文件:DOSCAR、EIGENVAL、INCAR、KPOINTS、OUTCAR、POSCAR、PROCAR。

本次得到:FERMISURFACE_SUM.frmsf、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):

3) Select Atoms by Heights
4) Select Atoms by SELECTED_ATOMS_LIST File
(Free format is compatible, e.g., 1-4 5 all)
1) s
2) py
3) pz
4) px
5) dxy
6) dyz
7) dz2
8) dxz
9) dx2-y2

266 · 二维费米面#

官方NbSe2二维费米面重新提取;不能将二维截面当成完整三维费米体。

实例来源:安装包示例 fermi_surface/NbSe2_2D_fermi_surface,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/266
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。

266

目录中的主要配套文件:DOSCAR、EIGENVAL、INCAR、KPOINTS、POSCAR。

本次得到:FERMISURFACE_2D.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。

267 · 二维投影费米面#

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:本专题在集群计算/建立的 graphene-fermi 模型。

在附件根目录执行:

cd cases/267
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。

267
1
all
1

目录中的主要配套文件:DOSCAR、EIGENVAL、INCAR、KPOINTS、OUTCAR、POSCAR、PROCAR。

本次得到:PROJECTED_FERMISURFACE_2D.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

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。

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