《VASP实用教程》第四十八弹:苯价态和低位传导态以及(5,5)碳纳米管的传输特性

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1. 苯–价态和低传导态
价态
  • 概要:获得苯的价态的MLWFs。
  • 目录:examples/example12/
  • 输入文件
– benzene.scf 用于基态计算的PWSCF输入文件
– benzene.pw2wan pw2wannier90的输入文件
– benzene.win wannier90输入文件
【1】运行PWSCF获得苯的基态。
pw.x scf.out
【2】运行wannier90来生成所需的重叠列表(写入benzene.nnkp文件中)。
wannier90.x -pp benzene
【3】运行pw2wannier90来计算Bloch状态和初猜的投影之间的重叠(写在benzene.mmn和benzene.amn文件中)。
pw2wannier90.x pw2wan.out
【4】运行wannier90来计算MLWFs。
wannier90.x benzene
检查输出文件benzene.wout。仅仅经过几次迭代,总分布就收敛到最小值。
通过在输入文件benzene.win中添加以下关键字来绘制MLWFs。
restart = plot
wannier_plot = true
wannier_plot_format = cube
wannier_plot_list = 2-4
并重新运行wannier90。将它们可视化,例如,XCrySDen。
价态+传导态
  • 概要:获得苯的价态和低传导态的多价联苯。
  • l输入文件
– benzene.scf 用于基态计算的PWSCF输入文件
– benzene.pw2wan pw2wannier90的输入文件
– benzene.win wannier90的输入文件
【1】运行PWSCF获得苯的基态。
pw.x scf.out
【2】运行wannier90来生成所需的重叠列表(写入benzene.nnkp文件中)。
wannier90.x -pp benzene
【3】运行pw2wannier90来计算Bloch状态和初猜的投影之间的重叠(写在benzene.mmn和benzene.amn文件中)。
pw2wannier90.x pw2wan.out
【4】运行wannier90计算MLWFs。
wannier90.x benzene
检查输出文件benzene.wout。仅仅经过几次迭代,总分布就收敛到最小值。
通过在输入文件benzene.win中添加以下关键字来绘制MLWFs
restart = plot
wannier_plot = true
wannier_plot_format = cube
wannier_plot_list = 2-4
并重新运行wannier90。使用XCrySDen将它们可视化。
价态+传导态
  • 概要:获得苯的价态和低传导态的MLWFs。
  • 输入文件
– benzene.scf 用于基态计算的PWSCF输入文件
– benzene.pw2wan pw2wannier90的输入文件
– benzene.win wannier90的输入文件
为了形成局域的WF,我们采用了离散过程。内能窗的位置设置为位于能隙中;外能窗设置为4.0eV。适当修改输入文件。
【1】运行PWSCF和wannier90
检查输出文件benzene.wout。分布的最小值发生在两个步骤中。首先,我们将ΩI最小化。然后,我们最小化ΩOOD
【2】在输入文件benzene.win中加入以下命令,绘制MLWFs
restart = plot
wannier_plot = true
wannier_plot_format = cube
wannier_plot_list = 1,7,13
然后重新运行wannier90,使用XCrySDen将数据可视化。
2. (5,5)碳纳米管传输特性
  • l概要:获得金属(5,5)碳纳米管的能带结构、量子传导和态密度。
  • l目录:examples/example13/
  • l输入文件
– cnt55.scf 用于基态计算的PWSCF输入文件
– cnt55.nscf用于获取传导态的Bloch态的PWSCF输入文件
– cnt55.pw2wan pw2wannier90的输入文件
– cnt55.win wannier90的输入文件
为了形成局域的WF,既能描述被占用的和未被占用的π和π*多碳管,我们使用离散过程提取态的一个平滑的多碳管,该多碳管的尺寸等于每个单位单元碳原子数的2.5倍。能量窗的位置如图1所示。
《VASP实用教程》第四十八弹:苯价态和低位传导态以及(5,5)碳纳米管的传输特性
图1. (5,5)碳纳米管的能带结构,显示了外部和内部能量窗口的位置。
wannier90输入文件中控制传输部分计算的部分是这样的。
transport = true
transport_mode = bulk
one_dim_axis = z
dist_cutoff = 5.5
fermi_energy = -1.06
tran_win_min = -6.5
tran_win_max = 6.5
tran_energy_step = 0.01
dist_cutoff_mode = one_dim
translation_centre_frac = 0.0 0.0 0.0
【1】运行PWSCF和wannier90
检查输出文件cnt55.wout。分布的最小值发生在两个步骤中。首先,我们将ΩI最小化。然后,我们最小化ΩOOD
【2】请注意,碳原子上的初始pz投影是相对于纳米管轴线的径向方向的。
【3】插值后的能带结构被写入cnt55_band.agr(因为在输入文件中band_plot_format = xmgr)。
【4】量子电导和态密度分别写入文件cnt55_qc.dat和cnt55_dos.dat。注意,这部分计算可能需要一些时间。你可以通过监控这些文件的输出来跟踪其进度。使用gnuplot或xmgrace将数据可视化。可以得到类似图2的结果。
《VASP实用教程》第四十八弹:苯价态和低位传导态以及(5,5)碳纳米管的传输特性
(5,5) 碳纳米管的Wannier插值能带结构、量子电导和态密度。请注意,相对于图1,费米级已经偏移了1.06eV
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