1) 电荷密度计算及图形化处理；

2) 电声耦合常数计算；

3) Raman光谱计算与分析

题记：好久没碰过计算了，一篇稿子搁置了一年，是时候重新拿起来了，希望两周内能完成；这段时间希望在朋友们的帮助下，着力解决上述三个问题

参考资料：

(一)若干问题

1、请问价电子密度等值面图与电荷密度图的区别？

电子密度等值面图是电荷密度图的一种表达方式，但通常来说喜欢用差分电荷密度表示

电荷密度的分布是三维空间上的，所以通常是表征某一个平面上的电荷密度或是差分电荷密度的分布

这样图像就会呈现x,y为想表征的平面坐标，用等值面表征电荷分布

2、VASP怎么做出价电子密度等值面图？

可以用VESTA沿想要观测的表面表征

3、分析电学性质原理一般有哪些方法？

通常是态密度，差分电荷密度，能带结构。

差分电荷密度通常是用来分析在体系得失电子的问题，比如说做掺杂，或是其他点缺陷，通常对比形成缺陷前后的差分电荷密度讨论缺陷对电荷转移的影响，进而讨论对体系稳定性影响

至于颜色就是表示了电荷聚集或偏离的程度

(二)、VASP计算PartialPartial charge density

Partial charge density计算或称为Band decomposed charge density计算，即计算特定的某个(或某些)k点和本征值(这些k点和本征值是相互对应的)所对应的本征波函数的平方(也就是电荷密度)。特别是用在 STM的计算中，以及分析特定能量范围内或能量点的化学键特征(或atomic characteristic)。电荷密度 定义

下面以计算金刚石结构Si(晶格常数为5.40 angstrom)的VBM(价带顶)为例：

一、先自洽计算得到收敛的电荷密度(CHGCAR和CHG)和波函数(W***ECAR).

%%%%%%%%%%%%%%%%%%

INCAR输入文件如下：

SYSTEM = Si

ENCUT = 400

ISTART = 0

ICHARG = 2

ISMEAR = -5

EDIFF = 1E-5

PREC = Accurate

%%%%%%%%%%%%%%%%%%

KPOINTS输入文件：

auto

0

M

11 11 11

0.0 0.0 0.0

%%%%%%%%%%%%%%%%%%

二、Gamma点的第4条能带(Si的价态顶在Gamma点，且Si原胞中的总价电子数是8)的Band decomposed charge density计算:

%%%%%%%%%%%%%%%%%%

INCAR输入文件如下：

SYSTEM = Si

ENCUT = 400

#ISTART = 1

#ICHARG = 11

ISMEAR = 0; SIGMA = 0.2

EDIFF = 1E-5

PREC = Accurate

#LW***E = .F.

#LCHARG = .F.

LPARD =.TRUE.

IBAND = 4

NBMOD = 1

KPUSE = 1

LSEPB=.TRUE.

LSEPK=.TRUE.

%%%%%%%%%%%%%%%%%%%

KPOINTS输入文件如下：

k-points along high symmetry lines

1

Reciprocal

0.000000 0.000000 0.000000 1.00

%%%%%%%%%%%%%%%%%%%

这一步计算时，记得把前面一步计算得到的收敛的电荷密度文件CHGCAR和CHG，以及波函数文件(W***ECAR)拷贝到当前的计算目录中。

可一次导入多个文件夹，分别对每一个文件夹做分布计算后得到一组新大底并对新大底做容错交集，这时每个文件夹均对应一个各自的分布交集结果，最后对这些文件夹的对应结果再做二次容错交集，最终得到一个最准确的结果。 先取上底面的面对角线,计算,得到,根号2倍棱长 这根面对角线和它相交的棱,就是垂直于上底面的棱,又可以组成一个直角三角形,而这个直角三角形的斜边就是体对角线,根据勾股定理,得到,体对角线=根号3倍棱长.正方体属于棱柱的一种,棱柱的体积公式同样适用 (要正确区分体对角线和面对角线,面对角线是平面几何中的概念而体对角线是立体几何中的概念) 也可以用正方体的体积＝底面积×高计算。3、在某个柜子中，得到刻着“死”的方块，根据上面的数字提示1对应3,2对应5,3对应8,4对应6,5对应9,6对应7，根据这个得到密码，得到心形钥匙，打开心形柜子，得到信封，打开旁边的柜子，得到锤子。

(三)、VASP电荷密度差的计算

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在文献中，经常见到利用电荷密度差(charge density difference)来分析成键的过程或是结构弛豫前后电荷的转移，当然，也有人用来分析基态和激发态的电荷分布差别等情况。不过，尽管似乎都叫“电荷密度差”，但具体的定义是不大一样的。

这里主要是讨论在VASP中如何得到用来分析成键前后电荷转移的电荷密度差。

此时电荷密度差定义为：

delta_RHO = RHO_sc - RHO_atom

水在不同温度下的密度、粘度、介电常数和离子积常数 水在不同温度下的密度、粘度、介电常数和离子积常数 水在不同温度下的密度、 粘度、 densities, viscosities...。进一步来说明某一原子周围的原子分布的密度。分析 假设两根导线带等量异号电荷，电荷在导线上均匀分布，则由长直带电线的电场叠加，可以求出两根带电导线间的电场分布,。

不同晶面的 RHO_sc 可由自洽计算的CHG或CHGCAR得到；

而计算 RHO_atom 所需的 CHG 或 CHGCAR 可由下述非自洽计算得到:

仍使用原来自洽计算时的四个输入文件，但INCAR中需要设置 ICHARG=12 和 NELM=0，其他设置不变。

【设置ICHARG=12，产生原子的电荷密度，见手册介绍：

ICHARG=12: Non-selfconsistent calculations for a superposition 【重叠/ 叠加】of atomic charge densities. This is in the spirit of the non-selfconsistent Harris-Foulkes functional. 】

需要特别注意的，应保持前后两次计算(自洽和非自洽)中的 FFT-mesh 一致。电荷密度 定义因为，只有维数一样，我们才能对两个RHO作相应的矩阵相减。不过，只要按上一段提到的设置方法做就行了，无须特别增加别的设置。

数据处理：

矩阵相减：使用MatLab或是自已写个小程序。

作图：Origin 或 MatLab。

可以利用免费软件VESTA 直接得到三维图，lev00也行。

(四)、如何用VASP计算单个原子的能量[权威版]

The energy zero

..

in VASP all energies are referred to the the reference state for which

the potential was generated!

this is in most cases not the real groundstate of the atom

..

to determined the energy of the grounstate of the atom place the atom

in a larger non cubic box to break initial symmetry (i.e.

11Ax10Ax9A)

use the G point only

INCAR:

ISPIN = 2 ! spin polarized

ISMEAR = 0 ; SIGMA = 0.2 ! for small sigma conv. for TM is diff.

MAGMOM = 2 ! initial magnetic moment

one should use the energy value energy without entropy of the OUTCAR file

since this coverges most rapidly to the correct energy for sigma 0

..

Ecoh=E_total-n*Eatom

大约翻译如下:

在VASP中，所有的能量是相对于产生赝势的组态来说的，所以并不能将计算得到的能量当成真正的原子的基态能量。

我们知道,原子是由原子核和电子组成的,原子的质量绝大部分集中在原子核上,而原子核的体积很小.比如氢原子的半径为一亿分之一厘米,而氢原子核的半径只有十万亿分之一厘米.假如核的大小象一颗玻璃球,则电子轨道将在两公里以伴随着晶格畸变。

KPOINTS只用G撒点

大概的INCAR文件可以如下：

ISPIN = 2 ! spin polarized

ISMEAR = 0 ; SIGMA = 0.2 ! for small sigma conv. for TM is diff.

MAGMOM = 2 ! initial magnetic moment

计算结束后，应该用OUTCAR中不含entropy的那一项能量，因为它通常更快的收敛到sigma=0的正确值。最后计算结合能的公式应该为

Ecoh=E_total-n*Eatom

(五)、差分电荷密度图 vasp

VASP与电荷密度差

一般分为：差分电荷密度图(deformation charge density)，二次差分电荷密度图(difference charge density)

两者的区别有很多种说法，其中一种定义认为：

对于离子的定义，则是带有电荷的原子或分子，或组合在一起的原子或分子团。②由电极——电解质界面层中电荷传递过程的阻滞造成的极化称为活化极化。对应地，关于主翼，进行下列定义主翼弦方向或者大体弦方向Η-kt、主翼翼展方向或者大体翼展方向Η-sw、以及主翼厚度方向或者大体厚度方向h-kd。

“二次”是指同一个体系化学成分或者几何构型改变之后电荷的重新分布。

如何做对电荷密度做差，目前有两个版本的公式：

也有些人认为，电解液密度越大，蓄电池的放电程度就越低，蓄电池的端电压就越高，电荷容量就越大，并且可防止冬季电解液结冰而冻坏蓄电池，因而在调整电解液密度时，不仅使原始电解液密度高于规定值，而且在正常使用中需补加蒸馏水时也习惯补加一些不同密度的电解液，结果使电解液密度越来越高。钓鲤鱼时采用这种调漂方法，我个人认为是一种比较保守的打法，出口准确度会比较高，而且杂乱信号会被过滤掉很多，在极大的降低干扰之后我们可以非常精准的观察浮漂动作。关键字密度是用来衡量关键字在页面上呈现的总次数与其他文字的份额，通常用百分比来表明，比方某页面上共有100个字，其间关键字呈现了5次，那咱们就称关键字密度为5%许多查找引擎包含google、baidu、雅虎等都将关键字密度作为其查找排行的思考要素之一，当然每个查找引擎都有一套归于自个的关键字密度公式，关键字密度能够使你的网站排行取得较高的方位，可是关键字密度过大，简单被查找引擎误认为是关键字堆砌，通常而言，最合适的关键字密度大概是5%--8%。