相關往期回顧:
VASPKIT 1.2正式版發布
深入分析能帶結構(一)
深入分析能帶結構(二)-VASPKIT能帶圖計算
深入分析能帶結構(三)-Origin畫能帶圖
深入分析能帶結構(四)-高通量生成能帶圖pymatgen
深入分析能帶結構(五)-魔角石墨烯的構建與其能帶結構淺析
深入分析能帶結構(六)-對贗原子做投影,電子化合物(下)
深入分析能帶結構(七)-VASPKIT計算有效質量
深入分析能帶結構(八)-缺陷態能帶結構
VASPKIT 1.2版本之前,已經支持1D,2D,3D(除三斜晶系之外) 的K-path自動生成。最新發布的VASPKIT 1.2.1 開始支持三斜晶系。
計算案例:三斜晶系CaAs3
3 ===================== K-Path Options ============================ 301) 1D Structure 302) 2D Structure 303) bulk structure 304) Phonopy K-Paths for 2D Structure 305) Phonopy K-Paths for bulk Structure 309) Visualize K-Paths in First Brillouin Zone 0) Quit 9) Back -->> -->>303 +- Warm Tips -+ See An Example in vaspkit/examples/seek_kpath/GaAs_bulk. The suggested K-Path is only for standardized primtive cell. This Feature is Experimental & Check Your System using SeeK-Path. For More details See [www.materialscloud.org/work/tools/seekpath]. +---+ -->> (01) Reading Structural Parameters from POSCAR File... +- Summary ---+ Prototype: AB3 Total Atoms in Input Cell: 8 Lattice Constants in Input Cell: 5.881 5.927 5.990 Lattice Angles in Input Cell: 80.097 70.655 75.484 Total Atoms in Primitive Cell: 8 Lattice Constants in Primitive Cell: 5.927 5.990 5.881 Lattice Angles in Primitive Cell: 70.655 75.484 80.097 Crystal System: Triclinic Crystal Class: -1 Bravais Lattice: aP Extended Bravais Lattice: aP2 Space Group: 2 Point Group: 2 [ Ci ] International: P-1 Symmetry Operations: 2 Suggested K-Path: (shown in the next line) [ GAMMA-X|Y-GAMMA-Z|R-GAMMA-T|U-GAMMA-V ] +---+ -->> (02) Written PRIMCELL.vasp file. -->> (03) Written HIGH_SYMMETRY_POINTS File for Reference. -->> (04) The POTCAR file already existed and skipped. -->> (05) Written KPATH.in File for Band-Structure Calculation. +---WARNING---+ | Do NOT forget to copy PRIMCELL.vasp to POSCAR unless you know | | what you are doing. Otherwise you might get wrong results! | +---+KPATH.in是包含line-mode模式的KPOINTS文件,
cp KPATH.in KPOINTS
HIGH_SYMMETRY_POINTS是所有的高對稱點在倒易空間的分數坐標。VASPKIT程序並不保證此功能的正確性,所以要對比此結果和seeK-path網站的結果(https://www.materialscloud.org/work/tools/seekpath)
SYSTEM = CaAs3KPAR = 1 NCORE = 14 ISTART = 1 ICHARG = 11 LWAVE = .TRUE. LCHARG = .TRUE. LVTOT = .FALSE. LVHAR = .FALSE. LELF = .FALSE. LORBIT = 11
ENCUT = 500 ISMEAR = 0 SIGMA = 0.05 EDIFF = 1E-6 NELMIN = 5 NELM = 300 GGA = PE LREAL = .FALSE.
EDIFFG = -0.01 IBRION = 2 POTIM = 0.2 NSW = 0 ISIF = 3讀取前一步的CHGCAR,提交計算任務。
深入分析能帶結構(四)-高通量生成能帶圖pymatgen
要做帶結構計算,關鍵是要準備一個素晶胞和其相應的倒易空間中的K點路徑(K-path),該K點路徑一般在不可約布裡淵區的邊界上選取。VASPKIT可以自動識別晶胞的對稱性,計算倒易空間中的不可約布裡淵區,找到所有的高對稱點,並通過一點選取法則,得到K-path。所謂的選取法則是採用的高通量計算(Computational Materials Science 128 (2017) 140–184)中的建議選擇方式,可以不遺漏重要信息自動生成line-mode模式的KPOINTS文件。
舉兩個例子:(1)FCC金屬的慣用晶胞,第一布裡淵區,高對稱點:
(1)BCC金屬的慣用晶胞,第一布裡淵區,高對稱點:
可見,即使是最簡單的晶胞,也有多個高對稱點,其連線的路徑就有很多條(紅色線)。想要一筆畫把所有的路徑都走到一般是不可能,所以計算能帶的時候可以中間有不連續的斷點,用 「 | 」 符號隔開,比如上圖的BCC金屬最後有一段P-N的線是和前面的路線隔開的。對稱性低的晶胞含有更多的高對稱點,路徑也會取得更多的連線。
那麼對於230種空間群的晶體,對應的對稱性不同的布裡淵區就有24種(24 centrosymmetric symmorphic space groups)。對於每種都給定走K-path的方式,這樣對於任意一種晶體的能帶計算,都可以完全自動的生成KPOINTS文件了。