VASPKIT专题

VASPKIT：光学谱、跃迁矩阵元与光伏效率

先生成介电响应或波函数，再提取光谱。独立粒子、GW/BSE和二维有效厚度对应不同物理近似；这些设置应随图一起说明。

更新于 2026-10-26约 11 分钟阅读按任务与环境选择适用配置

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先生成介电响应或波函数，再提取光谱。独立粒子、GW/BSE和二维有效厚度对应不同物理近似；这些设置应随图一起说明。

先准备示例#

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光学谱、跃迁矩阵元与光伏效率实测数据图

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#

本站VASP教程已在集群计算的 remaining-20261024/si-optics 数据。

POSCAR#

Si
 1.0000000000000000
     5.4697545420682800    0.0000752682419777   -0.0007133744922079
     0.0000810839199851    5.4685964116148069    0.0028333929771480
    -0.0007213554544419    0.0028351706995701    5.4684284437402111
 Si 
   8
Direct
  0.0018597860216186  0.9991965068592746  0.0007351123688918
  0.2520642837684631  0.2490052480191934  0.2507210281964479
  0.0018674154628755  0.4990280339460809  0.5005666965309554
  0.2516389595760761  0.7491658518295043  0.7506204251042908
  0.5019792498569615  0.9989130080581210  0.5008589910270277
  0.7516883646150170  0.2491561502319826  0.7506210909723278
  0.5017587335098281  0.4990976534789621  0.0006734475073777
  0.7516886617346156  0.7491648203041523  0.2506577537472285
Cartesian
  0.0000000000000000  0.0000000000000000  0.0000000000000000
  0.0000000000000000  0.0000000000000000  0.0000000000000000
  0.0000000000000000  0.0000000000000000  0.0000000000000000
  0.0000000000000000  0.0000000000000000  0.0000000000000000
  0.0000000000000000  0.0000000000000000  0.0000000000000000
  0.0000000000000000  0.0000000000000000  0.0000000000000000
  0.0000000000000000  0.0000000000000000  0.0000000000000000
  0.0000000000000000  0.0000000000000000  0.0000000000000000

INCAR#

SYSTEM = si-optics
ENCUT = 550
PREC = Accurate
EDIFF = 1E-6
EDIFFG = -0.02
IBRION = -1
NSW = 0
ISIF = 2
ISMEAR = 0
SIGMA = 0.01
LREAL = .FALSE.
LASPH = .TRUE.
LWAVE = .FALSE.
LCHARG = .FALSE.
NELM = 150
ALGO = Normal
ISYM = 2
LOPTICS = .TRUE.
NBANDS = 64
NEDOS = 2001
CSHIFT = 0.1

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#

710 · 二维光学谱#

二维光学响应的体积归一化会随真空厚度变化，比较时需指定有效层厚或片层极化率。

实例来源：安装包示例 optical_2D/phosphorene，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/710
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。

710
1

目录中的主要配套文件：INCAR、KPOINTS、POSCAR。

本次得到：ABSORPTIVITY_2D.dat、IMAG.in、IMAG_OPTICAL_CONDUCTIVITY_2D.dat、REAL.in、REAL_OPTICAL_CONDUCTIVITY_2D.dat、REFLECTIVITY_2D.dat、TRANSMISSIVITY_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。

本例输出摘要（数值仅对应上述输入）：

1) eV
2) nm
3) THz
4) cm^-1

711 · 体相光学谱#

官方Si光学示例重新处理，选1读取相应介电响应数据。图中是该示例的光谱，不把它标为本次新算硅的实验预测。能量损失谱在零能量处可能出现0/0，使用正能量区间分析；公开附件不采用该零点非有限数值文件。

实例来源：本站VASP教程已在集群计算的 remaining-20261024/si-optics 数据。

在附件根目录执行：

cd cases/711
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。

711
1

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

本次得到：ABSORPTION.dat、EXTINCTION.dat、IMAG.in、OPTICAL_CONDUCTIVITY.dat、OPTICAL_CONDUCTIVITY_IMAG.dat、REAL.in、REFLECTIVITY.dat、REFRACTIVE.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) eV
2) nm
3) THz
4) cm^-1

713 · WAVECAR跃迁偶极矩#

本次Si波函数，选1表示普通DFT能带路径，4 5指定第4与第5条能带之间的跃迁；不是价带和导带范围。偶极矩大小不等于包含激子效应的吸收谱。

实例来源：本专题在集群计算/建立的 si-line-band 模型。

在附件根目录执行：

cd cases/713
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。

713
1
4 5

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

本次得到：KLABELS、TDM.dat、TDM_COMPONENTS.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）：

2) TDM for Hybrid-DFT Band-Structure Calculation
(e.g., 4 5 means to get TDM between 4 and 5 bands at all kpts)
SPIN =    1
NKPTS =   40
NBANDS =  32
ENCUT =   550.00
Maximum number of G values: GX =    8, GY =    8, GZ =    8
Estimated maximum number of plane-waves (NPWS):    1642
Percentage complete:  25.0%
Percentage complete:  50.0%
Percentage complete:  75.0%
Percentage complete: 100.0%

714 · WAVEDER偶极矩阵元#

选1表示普通DFT路径，4 5指定两条带。需要LOPTICS计算产生的WAVEDER，文件与能带路径及NBANDS一致；本次硅算例已生成并提取。

实例来源：本专题在集群计算/建立的 si-line-band 模型。

在附件根目录执行：

cd cases/714
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。

714
1
4 5

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

本次得到：DIPOLE_MATRIX_ELEMENTS_COMPONENTS.dat、DME.dat、KLABELS。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) Dipole Matrix Elements for Selected K-Points
1) Dipole Matrix Elements for DFT Band-Structure
2) Dipole Matrix Elements for Hybrid-DFT Band-Structure
(e.g., 4 5 means to get DME between 4 and 5 bands at all kpts)
SPIN =    1
NKPTS =   40
NBANDS =  32

716 · 联合态密度#

0–10 eV、201点、0.1 eV展宽。联合态密度不包含跃迁矩阵元，不能直接当吸收系数。

实例来源：安装包示例 Boltzmann_transport/Si，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/716
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。

716
1
0 10 201 0.1

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

本次得到：JDOS.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
0)   Quit
9)   Back
Total Electrons:    8
HOMO & LUMO Bands:    4    5
Smearing Width: 0.10
EMIN, EMAX and NEDOS: 0.00 20.00  2001

717 · 两条能带联合态密度#

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 Boltzmann_transport/Si，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/717
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。

717
1
0 10 201 0.1
1
2

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

本次得到：PJDOS.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
0)   Quit
9)   Back
(e.g., 4 5 means to get JDOS between 4 and 5 bands at all kpts)
Total Electrons:    8
The Two Selected Bands:    0   10
Smearing Width: 0.10
EMIN, EMAX and NEDOS: 0.00 20.00   301

719 · 光谱限制最大效率#

选2手工设置基本带隙与直接允许跃迁带隙，本例均为1.4 eV，使用官方GaAs光谱演示SLME。这是输入假设，不是从本次DFT自动得到的准粒子带隙。

实例来源：安装包示例 GaAs_SLME，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/719
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。

719
2
1.4 1.4

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

本次得到：J0.dat、Jsc.dat、SLME.dat、Voc.dat、Vopt.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) Automatically Determine Fundamental & Direct Allowed Band Gaps
2) Manually Enter Fundamental & Direct Allowed Band Gaps
0)   Quit
9)   Back
Fundamental Gap (eV): 1.40
Direct Allowed Gap (eV): 1.40
Temperature (K): 300.00

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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