如何调用VASPKIT自动绘制投影声子能带结构
如何调用VASPKIT自动绘制投影声子能带结构
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以下文章来源于VASPKIT ，作者VASPKIT
关于VASPKIT软件使用和第一性原理计算相关资讯。
声子谱是否可以像电子能带那样进行投影，以直观显示各个电子态的原子轨道贡献？答案是肯定的。VASPKIT 1.5版本将支持提取和绘制投影声子能带结构，以MoS 单层为例。
第一步：准备好POSCAR文件
Generated by VASPKIT code
1.000000
3.1939844482693047 0.0000000000000000 0.0000000000000000
-1.5969922241346528 2.7660716714936413 0.0000000000000000
0.0000000000000012 0.0000000000000020 19.0756751304625034
Mo S
1 2
Direct
0.3333333333333333 0.6666666666666666 0.0000000000000000 Mo001
0.6666666666666666 0.3333333333333333 0.9181886893488616 S001
0.6666666666666667 0.3333333333333334 0.0818113106511384 S002
第二步：调用
VASPKIT-101
，输入
PH
产生用于计算声子谱的INCAR文件
101
+---------------------------- Tip ------------------------------+
| WARNNING: You MUST know what wou are doing! |
|Some Parameters
in
INCAR file need to be
set
/adjusted manually.|
+---------------------------------------------------------------+
======================== INCAR Options ==========================
ST) Static-Calculation SR) Standard Relaxation
MG) Magnetic Properties SO) Spin-Orbit Coupling
D3) DFT-D3 no-damping Correction H6) HSE06 Calculation
PU) DFT+U Calculation MD) Molecular Dynamics
GW) GW0 Calculation BS) BSE Calculation
DC) Elastic Constant EL) ELF Calculation
BD) Bader Charge Analysis OP) Optical Properties
EC) Static Dielectric Constant PC) Decomposed Charge Density
PH) Phonon-Calculation PY) Phonon with Phononpy
NE) Nudged Elastic Band (NEB) DM) The Dimer Method
FQ) Frequence Calculation LR) Lattice Relaxation
MT) Meta-GGA Calculation PZ) Piezoelectric Calculation
0) Quit
9) Back
------------>>
Input Key-Parameters (STH6D3 means HSE06-D3 Static-Calcualtion)
PH
-->> (01) Written INCAR file!
第三步：调用
VASPKIT-302
，产生用于声子谱计算的KPATH.in文件，并执行
cp KPATH.in QPOINTS
，如果生成PRIMCELL.vasp文件（针对于体材料），需要执行
cp PRIMCELL.vasp POSCAR
第四步：调用
VASPKIT-401
，产生用于声子谱计算的
一个2
2
1
的
超胞模型，并执行
cp SUPERCELL_222.vasp POSCAR
和
mv TRANSMAT TRANSMAT.in
第五步：调用
VASPKIT-102
，产生针对于超胞结构计算的KPOINTS文件
第六步：检查POSCAR、POTCAR、INCAR、QPOINTS、KPOINTS、TRANSMAT.in这6个文件是否集齐并提交VASP计算
第七步：如果只想得到声子谱能带数据，调用
VASPKIT-952
可得到PHONON_BAND.dat文件，具体教程可参考
不调用Phononpy也能得到声子谱？
如果想画每种元素在不同波矢下不同振动方向的贡献，可调用
VASPKIT-953
，运行如下
------------>>
95
+---------------------------- Tip ------------------------------+
| See an example
in
vaspkit/examples/phonon. |
| Set PHON_NWRITE = -3 to obtain projected phonon dispersion. |
|Current only PHON_NWRITE = 1/-3 is supported
in
the INCAR file.|
+---------------------------------------------------------------+
======================== Phonon Options =========================
952) Phonon Dispersions From OUTCAR file
953) Projected Phonon Dispersion
for
Each Element
954) Projected Phonon Dispersion
for
Selected Atoms
955) Projected Phonon Dispersion y Element-Weights
0) Quit
9) Back
------------>>
953
-->> (01) Reading Input Parameters From INCAR File...
-->> (02) Reading Transformation Matrix from TRANSMAT.in file...
-->> (03) Reading K-Path From QPOINTS File...
-->> (04) Reading Input Parameters From INCAR File...
-->> (05) Written KLABELS File!
===================== Energy Unit ===============================
Which unit of frequency would you like to use?
1) THz
2) cm^-1
3) meV
------------>>
1 (振动频率单位选择)
-->> (06) Written PHONON_PBAND_Mo.dat File!
-->> (07) Written PHONON_PBAND_S.dat File!
+---------------------------- Tip ------------------------------+
| Make sure you have installed python & matplotlib successfully.|
| The plot utility is under development
in
the preview release. |
| You CAN custom plot parameters
in
PLOT.in file
if
it exists, |
| or
in
~/.vaspkit file
if
the PLOT.in file does NOT found. |
+---------------------------------------------------------------+
-->> (08) Reading Plot Setting from the PLOT.in File...
========================= Plot Options ==========================
1) PBAND Only
------------>>
1
The selected components will be listed
in
SELECTED_COMPONENTS file.
Input the component index to choose [1 <= & <= 4]
1) X component
2) Y component
3) Z component
4) Total
(Free-format input, e.g., 1 2 1-3 all)
------------>>
1-3 (同时选择画x, y和z方向的贡献)
-->> (09) Written SELECTED_COMPONENTS_LIST File!
-->> (10) Written PHONON_PBAND_Mo.pdf File!
-->> (11) Written PHONON_PBAND_S.pdf File!
投影声子能带可以直观呈现各个振动支的振动方向以及参与该振动的原子类型，效果如下图所示：
注意到声学支的主要贡献来源于Mo原子，而光学支的贡献主要来自于S原子。
图中X, Y和Z表示声子振动分量。在投影声子能带结构的计算中，各个原子的贡献权重由其在给定声子的本征矢中的对应振动分量平方来确定，原理介绍见文献J. Phys. Soc. Jpn. 92, 012001 (2023)。如果想画指定原子的贡献，可调用
VASPKIT-954
，我们也可以调用
VASPKIT-955
把不同元素的画到同一张图中（该功能最多支持三种元素），效果如下图所示：
如 果 使 用 V A S P K I T 软 件 ， 请 记 得 引 用 哦 。
V . W a n g , N . X u , J . - C . L i u , G . T a n g , W . - T . G e n g , V A S P K I T : A U s e r - F r i e n d l y I n t e r f a c e F a c i l i t a t i n g H i g h - T h r o u g h p u t C o m p u t i n g a n d A n a l y s i s U s i n g V A S P C o d e , C o m p u t e r P h y s i c s C o m m u n i c a t i o n s 2 6 7 , 1 0 8 0 3 3 , ( 2 0 2 1 ) , h t t p s : / / d o i . o r g / 1 0 . 1 0 1 6 / j . c p c . 2 0 2 1 . 1 0 8 0 3 3
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