VASP计算Bader电荷应用案例

Bader电荷分析基于Richard Bader提出的一种原子电荷分析方法，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。华算科技朱老师将详细介绍晶体氧化镁Bader电荷计算流程和数据处理方法。

结构优化

首先通过晶体结构数据库下载MgO的cif文件，并生成POSCAR文件，如下图所示。

VASP计算Bader电荷应用案例

然后编写结构优化的INCAR和KPOINTS文件。

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=1 #关闭自旋极化

ALGO=N #DAV算法优化电子波函数

NELM=60 #电子波函数最多计算60步

EDIFF=1E-5 #电子波函数能量收敛标准1E-5 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=100 #晶体结构和原子坐标优化步数最大100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，其中1-4为Mg原子，5-8为O原子，排序和POSCAR一致。

chgsum.pl AECCAR0 AECCAR2
bader CHGCAR -ref CHGCAR_sum

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