3.4.1 电荷密度#
DFT以体系的（电子）电荷密度作为基本量，其它物理量是通过对电荷密度求泛函得到的。在静态计算的INCAR中设置LCHARG=.TRUE. 时，当计算完成（收敛且无报错）就会输出CHGCAR文件，里面就是体系的电荷密度信息。这里我们以Si-金刚石结构为例，直观上认识一下电荷密度。
（1）首先得到一个Si-金刚石的晶胞结构（非原胞）
可以用前面例子中的结构参数（结构优化好的），或者从数据库中下载（这里推荐两个，Materials Project和Atomly，前者可能需要梯子）。这里使用的是中科院物理所等机构开发的数据库：https://www.atomly.net/
找到这个Fd-3m空间群的Si并点进去
Download下载Conventional Cell（晶胞），可以自行下载晶胞和原胞比较区别
下载完成拖到vesta里面查看一下，并重新选取坐标原点，去除bond显示，得到下右图（具体操作请自行网上搜索“vesta使用教程”关键词），这里给出一份vesta官方手册的中文解释：https://mp.weixin.qq.com/s/eJ3ReRB3N8MqqN_HZAXtJg
随后用vesta导出为vasp的POSCAR格式并上传到服务器的工作目录
Si8
1.0
5.4687280655 0.0000000000 0.0000000000
0.0000000000 5.4687280655 0.0000000000
0.0000000000 0.0000000000 5.4687280655
Si
8
Direct
0.750000000 0.750000000 0.250000000
0.500000000 0.000000000 0.500000000
0.750000000 0.250000000 0.750000000
0.500000000 0.500000000 0.000000000
0.250000000 0.750000000 0.750000000
0.000000000 0.000000000 0.000000000
0.250000000 0.250000000 0.250000000
0.000000000 0.500000000 0.500000000原则上需要对数据库中下载的结构再做一次结构优化（常压），我们这里省略这一步。
（2）将前面的静态计算INCAR复制过来，这里LCHARG参数取为TRUE，表示计算完成后，输出CHGCAR文件。并准备好POTCAR和KPOINTS以及任务脚本。（这里KPOINTS取0.025的密度，用vaspkit生成）
POTCAR中ENMAX=245，所以在INCAR中设置ENCUT=500是可以的
grep ENMAX POTCAR
ENMAX = 245.345; ENMIN = 184.009 eV基于先验知识，我们知道Si-金刚石结构是半导体，所以ISMAER最好取-5，取0也不会有太大问题（但是不能取1）。这里EDIFF取的是1E-6（对于静态计算足够），默认1E-4
（3）检查完四个文件确认无误之后，通过脚本向服务器提交任务，等计算成功完成之后（查看result、OUTCAR和OSZICAR，确认计算成功收敛），把CHGCAR文件下载到自己电脑，直接拖进vesta里面查看。
其中，黄色区域就是电荷密度（可以自行调节Objects-Properties-Isosurfaces参数得到不同的显示效果）。很容易看到，电子密度局域在了Si-Si原子之间，形成一种“共价网络”，类似sp3杂化形成了四个杂化轨道一样。但是，一般不用电荷密度来直接分析体系的成键情况，因为电荷密度很难在不同体系之间直接定量对比，更多的是用电子局域函数ELF，后面会介绍。
找一个合适的截面，显示2D 图
（操作可以参照：https://zhuanlan.zhihu.com/p/576256133）
另外，建议自己打开CHGCAR文件查看一下，需要对里面的内容格式有个基本认识，详细说明参照官网：