VASPKIT:一维、二维与三维能带路径
先判断周期方向,再生成与标准晶胞匹配的路径。二维体系的真空方向不需要沿三维布里渊区取路径。
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先判断周期方向,再生成与标准晶胞匹配的路径。二维体系的真空方向不需要沿三维布里渊区取路径。
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。
主要例子的文件#
安装包示例 seek_kpath/GaAs_bulk,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。
INCAR#
Global Parameters
ISTART = 1 (Read existing wavefunction, if there)
ISPIN = 1 (Non-Spin polarised DFT)
# ICHARG = 11 (Non-self-consistent: GGA/LDA band structures)
LREAL = .FALSE. (Projection operators: automatic)
# ENCUT = 400 (Cut-off energy for plane wave basis set, in eV)
# PREC = Accurate (Precision level: Normal or Accurate, set Accurate when perform structure lattice relaxation calculation)
LWAVE = .TRUE. (Write WAVECAR or not)
LCHARG = .TRUE. (Write CHGCAR or not)
ADDGRID= .TRUE. (Increase grid, helps GGA convergence)
LASPH = .TRUE. (Give more accurate total energies and band structure calculations)
PREC = Accurate (Accurate strictly avoids any aliasing or wrap around errors)
# LVTOT = .TRUE. (Write total electrostatic potential into LOCPOT or not)
# LVHAR = .TRUE. (Write ionic + Hartree electrostatic potential into LOCPOT or not)
# NELECT = (No. of electrons: charged cells, be careful)
# LPLANE = .TRUE. (Real space distribution, supercells)
# NWRITE = 2 (Medium-level output)
# KPAR = 2 (Divides k-grid into separate groups)
# NGXF = 300 (FFT grid mesh density for nice charge/potential plots)
# NGYF = 300 (FFT grid mesh density for nice charge/potential plots)
# NGZF = 300 (FFT grid mesh density for nice charge/potential plots)
Static Calculation
ISMEAR = 0 (gaussian smearing method)
SIGMA = 0.05 (please check the width of the smearing)
LORBIT = 11 (PAW radii for projected DOS)
NEDOS = 2001 (DOSCAR points)
NELM = 60 (Max electronic SCF steps)
EDIFF = 1E-08 (SCF energy convergence, in eV)
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#
301 · 一维体系路径#
使用钠原子链示例,周期轴必须与软件识别的一维方向一致。
实例来源:安装包示例 seek_kpath/GaAs_bulk,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/301
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。
301
目录中的主要配套文件:INCAR、KPATH.in、POSCAR。
本次得到:HIGH_SYMMETRY_POINTS、KPATH.in。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):
The 1D atomic chain is supposed to be along z axis
Number of Elements: 1
POTCAR File No.1: [ POTCAR_Na_pv ], Valence Electron: 7.0
Total Atoms: 1
Total Valence Electrons: 7.0
302 · 二维体系路径#
石墨烯例子。生成KPATH.in后可以把第二行20改成30或40;数值表示每个线段的采样点数。
实例来源:安装包示例 seek_kpath/graphene_2D,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/302
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。
302
目录中的主要配套文件:INCAR、KPATH.in、POSCAR。
本次得到:HIGH_SYMMETRY_POINTS、KPATH.in。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):
2D Bravais Lattice: Hexagonal
Space Group: 191
International: P6/mmm
Symmetry Operations: 24
Number of Elements: 1
POTCAR File No.1: [ POTCAR_C ], Valence Electron: 4.0
Total Atoms: 2
Total Valence Electrons: 8.0
303 · 三维体系路径#
GaAs例子。采用PRIMCELL.vasp时应使用同次生成的KPATH.in,不能把新路径直接套回未转换的旧晶胞。
实例来源:安装包示例 seek_kpath/GaAs_bulk,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/303
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。
303
目录中的主要配套文件:INCAR、KPATH.in、POSCAR。
本次得到:HIGH_SYMMETRY_POINTS、KPATH.in、PRIMCELL.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):
Lattice Angles in Primitive Cell: 60.000 60.000 60.000
Crystal Class: -43m
Extended Bravais Lattice: cF2
Space Group Number: 216
Point Group: 31 [ Td ]
International: F-43m
Symmetry Operations: 96
Number of Elements: 2
POTCAR File No.1: [ POTCAR_As ], Valence Electron: 5.0
POTCAR File No.2: [ POTCAR_Ga_d ], Valence Electron: 13.0
Total Atoms: 8
Total Valence Electrons: 72.0
304 · Wannier90路径#
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 seek_kpath/GaAs_bulk,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/304
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。
304
3
目录中的主要配套文件:KPATH.in、POSCAR。
本次得到:HIGH_SYMMETRY_POINTS。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) Bulk Structure
0) Quit
9) Back
Total Atoms in Primitive Cell: 2
Lattice Constants in Primitive Cell: 3.998 3.998 3.998
Lattice Angles in Primitive Cell: 60.000 60.000 60.000
Crystal Class: -43m
Extended Bravais Lattice: cF2
Space Group Number: 216
Point Group: 31 [ Td ]
International: F-43m
Symmetry Operations: 96
305 · Phonopy路径#
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 seek_kpath/GaAs_bulk,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/305
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。
305
3
目录中的主要配套文件:KPATH.in、POSCAR。
本次得到:HIGH_SYMMETRY_POINTS。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) Bulk Structure
0) Quit
9) Back
Total Atoms in Primitive Cell: 2
Lattice Constants in Primitive Cell: 3.998 3.998 3.998
Lattice Angles in Primitive Cell: 60.000 60.000 60.000
Crystal Class: -43m
Extended Bravais Lattice: cF2
Space Group Number: 216
Point Group: 31 [ Td ]
International: F-43m
Symmetry Operations: 96
306 · CP2K路径#
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 seek_kpath/GaAs_bulk,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/306
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。
306
3
目录中的主要配套文件:KPATH.in、POSCAR。
本次得到:HIGH_SYMMETRY_POINTS。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) Bulk Structure
0) Quit
9) Back
Total Atoms in Primitive Cell: 2
Lattice Constants in Primitive Cell: 3.998 3.998 3.998
Lattice Angles in Primitive Cell: 60.000 60.000 60.000
Crystal Class: -43m
Extended Bravais Lattice: cF2
Space Group Number: 216
Point Group: 31 [ Td ]
International: F-43m
Symmetry Operations: 96
309 · 布里渊区路径图#
需要KPOINTS/KPATH.in和HIGH_SYMMETRY_POINTS,绘图依赖配置中的Python与utilities路径。
实例来源:本专题在集群计算/建立的 cases/303 模型。
在附件根目录执行:
cd cases/309
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。
309
目录中的主要配套文件:KPATH.in、KPOINTS、POSCAR。
本次得到:Brillouin_Zone_3D.pdf。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。
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。