3.5.3 计算bcc-Li-的电子态密度#

(1)做一次ISMEAR=-5的非自洽计算

新建文件夹dos,将前面SCF计算的CHGCAR,POSCAR,INCAR,POTCAR都复制过来。并且INCAR中的ISMEAR=-5;ICHARG=11,其余参数与scf一致即可。尤其是INCAR的PREC参数也要和SCF中保持一致。特别强调,要确保dos计算时INCAR中LORBIT参数开启,因为这关系到后面分波态密度数据的提取。

这里ISMEAR=-5相当于对态密度数据的一种校正,可以自行vaspwiki上面了解。ICHARG=11,是为了读取当前路径下的CHGCAR文件,做非自洽计算。

关键在于KPOINTS要在整个布里渊区采样更密的k点(相比于一般relax或者scf计算)。建议2πx0.015以上,我个人一般用0.01(原则上也要测试dos随kmesh的变化)。但有时候0.01算不动,可以选择在0.02~0.01,对于大体系来说甚至0.03也可以。

这一步一定要和前一步SCF用的POSCAR一样,否则电荷密度信息不匹配,会算出不物理的结果。

提交任务,确保计算完成。注意,dos计算时,ISMEAR=-5和LORBIT=11的情况下,自洽结束后会输出原子部分电荷,这一步可能会耗时很久(对于大体系),耐心等待即可。

首先需要比较此时dos计算输出的DOSCAR文件中的费米能级与前面scf的费米能级区别,二者差别一般很小~0.01eV量级,可以忽略。如果差别很大,超过0.1eV,可能是scf和dos-nscf计算的NEDOS不一致,或者scf计算的k点太少了。注意,对于半导体来说,ISMEAR=-5,VASP输出的DOSCAR中可能会把费米能识别在导带底,而非价带顶,要根据情况注意辨别。

(2)用vaspkit从DOSCAR中读取态密度数据

运行vaspkit-11-111,得到总态密度数据TDOS.dat和态密度的积分ITDOS.dat(I就是积分的英文首字母)

bcc-li-dos 配图 image133.png

这里vaspkit已经对费米能进行了shift,把TDOS.dat导入orgin画图(费米能级已经设为0eV)

bcc-li-dos 配图 image134.png
bcc-li-dos 配图 image135.png

(左图)在-45eV处有一个尖峰,这个和能带图中-45eV处的平坦能带对应,就是Li的1s能级的电子。查看ITDOS积分,会发现这一段峰的积分值为2,对应两个1s电子(原胞只有一个Li原子),把横轴能量范围设为-5~3eV(和能带图对应),纵轴根据数据情况设置为0~2,单位是states/eV/f.u.,其中f.u.意思是一倍化学式,即Li。单位问题在3.5.5(2)中会进一步介绍。并添加了一条虚线来表示费米能级位置,得到右图。关于态密度图的分析,后面会讨论。