一、解释材料的导电性
导体：其能带结构中，价带和导带存在重叠，或者费米能级位于导带内。这使得导带中存在大量可自由移动的电子，在电场作用下，电子能够很容易地在导带中移动，形成电流，因此导体具有良好的导电性。
绝缘体：价带和导带之间存在较大的能隙，且费米能级位于价带顶部。在一般条件下，价带中的电子很难获得足够的能量跨越能隙进入导带，因此几乎没有可自由移动的电子，材料表现出绝缘特性，导电性极差。
半导体：其能带结构与绝缘体类似，但能隙相对较小。在一定条件下，如通过热激发、光照等，价带中的电子可以获得足够的能量跃迁到导带，从而产生导电能力。并且，通过掺杂等手段可以有效地调控半导体的能带结构，改变其导电性能，这是半导体器件广泛应用的基础。
二、理解材料的光学性质
当光子能量被材料吸收时，电子会从价带跃迁到导带，形成光吸收过程。能带结构决定了电子跃迁所需要的能量，从而决定了材料对不同波长光的吸收特性。例如，半导体材料由于能隙大小适中，会吸收特定能量（对应特定波长）的光子，而对其他波长的光吸收较弱，这使得半导体材料具有特定的颜色。在光发射过程中，处于导带的电子跃迁回价带时会以光子的形式释放能量，能带结构决定了发射光子的能量和波长，这是发光二极管（LED）等光电器件的工作原理基础。
三、分析材料的热学性质
电子在能带中的分布和运动对材料的热容量有重要贡献。在低温下，只有靠近费米能级的电子能够被热激发而参与热容量的贡献；在高温下，更多的电子可以从价带跃迁到导带，对热容量的贡献增大。能带结构决定了电子的能量分布和跃迁可能性，从而影响材料的热容量随温度的变化关系。此外，电子-声子相互作用也与能带结构密切相关，声子是晶格振动的量子化表现，电子在能带中的运动与声子相互作用，影响着材料的热导率等热学输运性质。
四、指导新材料的设计和研发
通过理论计算和实验研究材料的能带结构，可以预测材料的物理性质，并指导新材料的设计。例如，为了开发高性能的半导体材料用于电子器件和光电器件，科学家们会通过调整材料的化学成分、晶体结构等手段来优化其能带结构，以获得更小的能隙、更高的载流子迁移率等理想的性能。在寻找新型超导材料时，研究人员也会关注材料的能带结构，探索具有特殊电子态和能隙结构的材料体系，以实现更高的超导转变温度和更好的超导性能。
一、结构优化
1、转换原胞：如果是原胞优化，最好在 Materials Studio（MS）等软件中将晶体由惯用晶胞（convention cell）转化为原胞（primitive cell），以便后续能带计算。若是只计算态密度，惯胞和原胞均可。
2、INCAR文件：优化时需对INCAR文件参数做如下设置。
3、KPOINTS文件：定义 k 点网格的文件，用于在布里渊区中进行积分。对于简单体系，可采用自动生成的 k 点网格，如Automatic generation，0，Monkhorst-Pack，然后设置合适的 k 点网格密度，如4x4x4，具体数值需根据体系的复杂程度和精度要求调整。
二、静态自洽计算
1、准备文件：将结构优化后的CONTCAR文件拷贝过来，命名为POSCAR，再将结构优化中的POTCAR、KPOINTS文件也拷贝过来。
2、修改 INCAR 文件：
NSW = 0 自洽计算
LWAVE = .TRUE. 输出波函数文件
LCHARG = .TRUE.。输出电荷文件
三、能带计算
1、准备文件：将静态自洽计算中的CHGCAR、POSCAR、POTCAR文件拷贝过来。
2、创建并修改 INCAR 文件：
ICHARG = 11 读取波函数
ISMEAR = 0 才有高斯函数拖尾效应
3、生成 KPOINTS 文件：根据晶体结构的空间群编号在https://www.cryst.ehu.es/rep/repres.html网站选择特殊k点路径
4、提交计算：提交脚本运行计算。
四、结果分析与可视化
计算完成后，使用vaspview软件一键生成能带图。
能带结构图