【基础篇】VASP零基础系统化教程:VASP晶体电荷密度计算!

VASP自洽计算原理

VASP(Vienna Ab initio Simulation Package)是一款基于密度泛函理论(DFT)的量子力学模拟软件,广泛应用于材料科学、化学、物理学等领域。其核心计算方法之一是自洽场(Self-Consistent Field, SCF)算法,解决Kohn-Sham方程该算法通过迭代计算电子波函数和密度,直到系统达到自洽状态。
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自洽计算是VASP计算中最基础也是最重要的步骤,其目的是找到电子波函数和相应的总能量,使得电子在晶胞中的分布达到自洽。自洽计算通常包括电荷密度的初始化、波函数的迭代优化以及能量和力的计算。

准备工作

VASP计算需要准备超算连接软件EASYCONNECT与SSH,建模软件VESTA,超算连接软件Winscp
VESTA软件下载链接
jp-minerals.org/vesta/en/download.html
EASYCONNCT软件下载链接
EasyConnect下载-EasyConnect最新版下载V7.6.7.0
Winscp软件下载链接
Downloading WinSCP-6.5.3-Setup.exe :: WinSCP

计算晶体电荷密度

cd 202511/mgo   进入计算文件夹
cp -r opt s  创建电荷计算文件夹
cd s 进入电荷计算文件夹
cp CONTCAR POSCAR   把优化的结构保留下来
vi INCAR  加入自洽计算和Bader电荷标签,修改标签IBRION=-1、NSW=0,增加LAECHG=.T.
sbatch JOB 提交计算任务

处理数据

计算完成后用winscp下载CHGCAR
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用VESTA打开CHGCAR文件作图
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调节电荷密度等值面
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处理Bader电荷

chgsum.pl AECCAR0  AECCAR2   价电子与芯电子求和
bader CHGCAR -ref CHGCAR_sum
计算得到ACF.dat即为Bader电荷
cat ACF.dat
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总结

通过本文的学习,大家已经能够数量掌握VASP电荷密度计算功能,包括自洽计算设置、电荷密度分析、Bader电荷分析。
在此基础上,你更形成了 “计算 – 分析 – 解读” 的完整能力闭环 —— 这些技能将为你深入探究材料电子结构本质、解析化学键成键特性、量化元素间电荷转移规律等关键科研问题提供坚实支撑,助力你的研究工作从定性描述迈向定量分析的精准维度,为催化机理阐明、功能材料设计、新型体系开发等方向的突破奠定核心基础。

 

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