VASP(Vienna Ab initio Simulation Package)是一种广泛应用于材料科学和化学领域的第一性原理计算软件,用于模拟材料的电子结构和性质。在VASP中进行Bader电荷分析是一种重要的方法,用于分析原子间的电荷转移和电子分布情况。
Bader电荷分析基于Richard Bader提出的“原子在分子中”(Atoms in Molecules, AIM)理论,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电荷分布。华算科技朱老师将介绍Bader电荷计算的高级技巧。
Bader电荷分析的核心思想是通过电子密度的零通量面(zero-flux surface)来划分原子区域。在电子密度的拓扑结构中,原子核是电子密度的极大值点,而零通量面是电子密度梯度为零的等值面。
通过这些零通量面,可以将整个电子密度划分为不同的原子区域,从而计算每个原子的电荷分布。这种方法能够更准确地描述原子间的电荷转移和化学键的形成,相比传统的Mulliken电荷分析等方法更为合理。
在VASP中进行Bader电荷分析通常需要以下几个步骤:
首先,需要对目标结构进行结构优化,以获得稳定的几何构型。优化完成后,进行静态计算,以获得电子结构信息。在静态计算的INCAR文件中,需要设置LAECHG = .TRUE.和LCHARG = .TRUE.,以生成包含核心电荷和价电子电荷的文件(AECCAR0、AECCAR1、AECCAR2)。
Bader电荷分析需要使用Bader程序和chgsum.pl 脚本。Bader程序用于计算Bader电荷,而chgsum.pl 脚本用于将核心电荷和价电子电荷合并为总电荷密度文件(CHGCAR_sum)。
使用Bader程序处理生成的电荷密度文件,生成Bader电荷分析结果文件(ACF.dat、BCF.dat、AVF.dat)。其中,ACF.dat文件包含每个原子的Bader电荷信息,是分析电荷转移的关键。
通过分析ACF.dat文件中的电荷信息,可以了解原子间的电荷转移情况。
充分优化模型结构,确保原子位置和晶胞参数精确性。在优化过程中,需要设置合适的收敛标准和算法,以确保计算结果的准确性。
建议使用Gamma中心K点生成方式,并使用比结构优化更改的K点密度,以提高计算精度。
在计算Bader电荷时,需要确保chgsum.pl和bader脚本正常安装,并配置好环境变量,确保计算结果的准确性。
🎯500+博士团队护航,累计助力5️⃣0️⃣0️⃣0️⃣0️⃣➕篇科研成果,计算数据已发表在Nature & Science正刊及大子刊、JACS、Angew、PNAS、AM系列等国际顶刊。 👏👏👏
声明:如需转载请注明出处(华算科技旗下资讯学习网站-学术资讯),并附有原文链接,谢谢!