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第一性原理平面波密度泛函計算軟件DS-PAW是Device Studio平臺下的一款使用C++開發(fā)的國產(chǎn)第一性原理密度泛函計算軟件，使用平面波作為基函數(shù)組，其贗勢是使用投影綴加平面波方法構(gòu)造的。

DS-PAW能夠應(yīng)用于不同場景，例如金屬、半導(dǎo)體、絕緣體、表面、磁性、非磁性和鋰電等；能夠精確預(yù)測材料的電子分布；能夠進(jìn)行原子幾何結(jié)構(gòu)優(yōu)化；能夠廣泛的應(yīng)用于材料科學(xué)領(lǐng)域。????????

本期將給大家介紹DS-PAW pcharge部分電荷密度計算的內(nèi)容。

2.9.pcharge部分電荷密度計算

本節(jié)將以石墨烯為例分析指定k點下特定能帶的電荷密度，自洽完成之后準(zhǔn)備部分電荷密度的計算，并對部分電荷密度作圖進(jìn)行分析。

2.9.1.graphene石墨烯部分電荷密度計算輸入文件

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輸入文件包含參數(shù)文件pcharge.in和結(jié)構(gòu)文件structure.as，上次自洽計算得到的二進(jìn)制電荷密度文件rho.bin和二進(jìn)制波函數(shù)文件wave.bin,pcharge.in如下：

pcharge.in輸入?yún)?shù)介紹：

在部分電荷密度計算中可以盡量保留sys.和cal.的參數(shù)到pcharge.in中，之后設(shè)置部分電荷密度計算特有的參數(shù)即可：

• task: 本次計算為部分電荷密度計算，設(shè)置task為pcharge；

• cal.iniCharge: 表示讀取電荷密度二進(jìn)制文件，支持絕對路徑及相對路徑，這里./表示當(dāng)前路徑下的rho.bin文件；

• cal.iniWave: 表示讀取波函數(shù)二進(jìn)制文件，支持絕對路徑及相對路徑，這里./表示當(dāng)前路徑下的wave.bin文件；

• pcharge.bandIndex: 指定需進(jìn)行電荷密度分析的能帶的序號，這里[4,5]表示分析能帶4和能帶5的電荷密度；

• pcharge.kpointsIndex: 指定計算某條能帶的電荷密度時所用K點數(shù)，這里[12]表示分析兩條能帶的電荷密度時k點都取12；

• pcharge.sumK: 表示計算部分電荷密度之后保存數(shù)據(jù)是否將所有K點，不同能帶的數(shù)據(jù)相加。這里false表示不相加；

structure.as文件參考如下：

2.9.2.run程序運行

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準(zhǔn)備好輸入文件pcharge.in、structure.as以及自洽計算得到的rho.bin、wave.bin文件上傳到服務(wù)器上運行，按照結(jié)構(gòu)弛豫中介紹的方法執(zhí)行DS-PAW pcharge.in。

2.9.3.analysis計算結(jié)果分析

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根據(jù)上述的輸入文件，計算完成之后將會得到DS-PAW.log、pcharge.json這2個文件。

pcharge.json：部分電荷密度計算完成之后的json數(shù)據(jù)文件，此時兩條能帶的電荷密度數(shù)據(jù)被保存在pcharge.json中，具體的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)詳見數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)解析部分；

使用Device Studio可直接對pcharge.json文件處理出圖，其操作步驟為：Simulator-->DS-PAW-->Analysis Plot，選擇pcharge.json即可，可根據(jù)作圖要求自定義設(shè)置面板參數(shù)。DS處理得到的k點為12時能帶4的電荷密度圖如下所示：



另可使用python進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，具體操作見輔助工具使用教程部分。

審核編輯 ：李倩