如何调用VASPKIT自动绘制三维能带图
如何调用VASPKIT自动绘制三维能带图
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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。
对于二维体系，我们可通过计算其三维能带来分析能带色散的各向异性。这里以MoSe 单层为例，其POSCAR为
Generated by VASPKIT code
1.000000
3.3287000656146644 0.0000000000000000 0.0000000000000000
1.6643502247426676 2.8827387075873010 0.0000000000000000
0.0000000000000009 0.0000000000000005 14.2726001740000008
Mo Se
1 2
Direct
0.9404788020000000 0.9404788019999999 0.5000000000000000 Mo001
0.6089520610000000 0.6089520609999999 0.6139499550000000 Se001
0.6089520610000000 0.6089520609999999 0.3860500450000000 Se002
INCAR则采用静态计算设置即可，调用VASPKIT-231命令得到KPOINTS文件，输出信息如下
231
+---------------------------- Tip ------------------------------+
* Accuracy Levels: (1) Medium: 0.02~0.01;
(2) Fine: < 0.01;
* 0.01 is Generally Precise Enough!
+---------------------------------------------------------------+
Input the K-spacing value (
in
unit of 2*pi/Angstrom):
------------>>
0.02
Reciprocal Lattice Vectors (
in
Units of 1/Angstrom):
1.8875792902 -1.0897945789 -0.0000000000
0.0000000000 2.1795889064 -0.0000000000
0.0000000000 0.0000000000 0.4402270946
Reciprocal Lattice Constants: 2.1796 2.1796 0.4402
Real-Space Lattice Constants: 3.3287 3.3287 14.2726
K-Mesh Size: 18 18 1
+---------------------------------------------------------------+
打开KPOINTS文件，第一行G表示使用Gamma-centered方案产生K-mesh，大小为18 18 1，K点密度为0.02。第二行91表示在不可约布里渊区一共有91个不等价K点。
G 18 18 1 0.020
# Parameters to Generate KPOINTS (Don’t Edit This Line)
91
如果想在整个布里渊区产生K点，例如在考虑自旋轨道耦合时需要这样做，只需在~/.vaspkit文件中设置
GET_IRREDUCIBLE_KPOINTS = F or .FALSE.
。准备好四个输入文件，待VASP计算完成后调用VASPKIT-252可画某个能带的3D能带，3D能带画图关键参数如下
# Global settings
figure_format =
’pdf’
figure_style =
’default’
font_family =
’arial’
figure_height = 4.0
figure_width = 5.0
global_fontsize = 10.0
label_fontsize = 10.0
dpi = 400
number_format =
’%.1f’
# contour-related settings
colormap =
’rainbow’
# 是否显示坐标轴
contour_levels = 5
#contour_limits = [0, 0.5]
display_colorbar = T
display_level_value = T
colorbar_shrink = 0.5
colorbar_orientation =
’vertical’
# ’horizontal’ or ’vertical’
display_coordinate_axes = T
# 是否显示坐标轴
display_brillouin_zone = T
# 是否显示布里渊区
# 3D-plot related settings
elevation = 13.0
# 3D图角度调整，参考https://matplotlib.org/stable/api/toolkits/mplot3d/view_angles.html
azimuth = 25.0
# 3D图角度调整
#END_CUSTOMIZE_PLOT
MoSe 单层一共有18个价电子，因此价带顶和导带底分别位于9和10个能带上。如果我们想可视化最高占据态能带色散，运行VASPKIT-232，输入9，接下来是选择是否采用3D还是2D等高线（2D Contour）图
232
-->> (01) Reading Input Parameters From INCAR File...
+---------------------------------------------------------------+
| >>> The Fermi Energy will be
set
to zero eV <<< |
+---------------------------------------------------------------+
-->> (02) Reading Fermi-Energy from DOSCAR File...
-->> (03) Reading Energy-Levels From EIGENVAL File...
================== Band-Index Option ============================
Which band-index
do
you want to calculate? (1<= & <=13)
(e.g., 1 means to select the first band)
------------>>
9
-->> (04) Written BAND_B9.grd File.
-->> (05) Written KX.grd and KY.grd Files.
+---------------------------- 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. |
+---------------------------------------------------------------+
-->> (06) Reading Plot Setting from the PLOT.in File...
Which style
do
you want to plot?
1) 3D Plot
2) 2D Contour Plot
------------>>
1 选择3D画图
-->> (07) Written BAND_B9.pdf File!
注意到K点网格只有18 18 1，得到的3D能带图不够平滑，效果如下
可在~/.vaspkit文件中设置以下参数开启能带插值功能
GET_INTERPOLATED_DATA = .TRUE.
INTERPOLATION_SPACING = 0.01
插值后第9条能带的3D能带色散和对应的等高线图效果如下
如果想同时可视化价带顶和导带到底对应的能带图，可调用VASPKIT-233（注意该功能仅适用于非磁性半导体体系），效果如下
如果不想显示坐标系，可在PLOT.in文件中设置，效果如下
display_coordinate_axes = F or .FALSE. 默认是开启，注意一定是大写
不显示布里渊区，可在PLOT.in文件中设置（VASPKIT.1.5.0及以上版本），效果如下
display_brillouin_zone = F or .FALSE.
试试改变colormap修改为’rainbow’，’bwr’和’hsv’，效果如下
更多的colormap设置可参考https://matplotlib.org/stable/users/explain/colors/colormaps.html。
注意：对于体材料，由于能带数据是四维的，因此无法直接显示，可通过 手动调整 FERMI_ENERGY.in文件第二行费米值至某个能级处，再利用XcrySDen或FermiSurfer软件显示该能级处的等能面。
以上计算案例已上传至百度网盘：https://pan.baidu.com/s/1cZsYUKdMkJk0-B8YPEZ0cw?pwd=mc7n 提取码: mc7n。
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