VASP计算Bader电荷详细步骤：结构优化、自洽计算与数据处理全流程解析

Bader电荷是一种原子电荷分析方法，它通过电子密度的拓扑结构来划分原子区域，从而计算每个原子的净电荷。华算科技朱老师将详细介绍Bader电荷计算步骤和数据处理方法。

结构优化

以VASP软件为例，首先通过晶体结构数据库下载材料的cif文件，或者在此基础上构建一些特殊模型，比如二维结构，异质结构，团簇颗粒等模型，并生成POSCAR文件，并根据元素顺序构建POTCAR文件，然后编写结构优化的INCAR和KPOINTS文件。准备好这四个文件后即可开始结构优化计算。

INCAR文件：

ISTART=0 #随机产生初始波函数

ICHARG=2 #从原子电荷密度产生体系初始电荷密度

PREC=M #计算精度为Medium

ISPIN=2 #考虑自旋极化

ALGO=N #DAV算法优化电子波函数

NELM=100 #电子波函数最多计算100步

EDIFF=1E-4 #电子波函数能量收敛标准1E-4 eV

ENCUT=400 #平面波截断能400 eV

IVDW=11 #考虑范德华力修正

IBRION=2 #共轭梯度法优化晶体结构和原子坐标

NSW=200 #晶体结构和原子坐标优化步数最大200步

ISIF=3 #优化原子坐标和晶体结构

EDIFFG=-0.1 #原子残余力小于0.1 eV/A

ISMEAR=0 #费米能级附近电子占据数为高斯分布

SIGMA=0.1 #高斯分布展宽0.1 eV

KPOINTS文件：

Automatic generation #注释行

0 #自动产生K点网格

G #布里渊区K点网格以Gamma点为中心

5 5 5 #K点网格密度

0 0 0 #K点网格中心平移矢量

自洽计算

完成结构优化计算后，保持KPOINTS，POTCAR文件不变，将CONTCAR文件复制成POSCAR文件，并对结构优化的INCAR文件作如下修改：

IBRION=-1 #固定结构和原子位置保持不变

NSW=0 #仅作一步自洽计算

LAECHG=.T. #计算Bader电荷

数据处理

完成自洽计算后，运行以下两个脚本，从而可以得到每个原子Bader电荷，它位于ACF.dat文件中CHARGE一列。

chgsum.pl AECCAR0 AECCAR2
bader CHGCAR -ref CHGCAR_sum

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