能带 深入分析能带结构： Origin画能带图

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总之:VASPKIT是计算能带结构图最简单的方法，计算结果可以用Origin或者Pymatgen绘制。本文阐述了用Origin绘图的方法。

文件PBAND_。利用vaspkit 21函数得到的dat可以直接画出带原点的投影能带，以及PBAND_的文件格式。dat如下:

#K-Path能源公司...tot#波段-指数1 0.000 -14.278 0.275 0.000 0.005...0.281 0.060 -14.268 0.276 0.000 0.005 ...0.281 0.120 -14.239 0.276 0.000 0.005 ...0.281 0.180 -14.19 0 0.277 0.000 0.005 ...0.282 0.240 -14.123 0.278 0.000 0.005 ...0.284 0.300 -14.039 0.280 0.000 0.005 ...0.285 0.360 -13.938 0.281 0.000 0.005 ...0 .288 0.420 -13.823 0.283 0.000 0.005 ...0.290 ...#波段指数2 3.114 -13.063 0.315 0.000 0.000...0.316 3.045 -13.056 0.315 0.000 0.000 ...0.316 ...#波段指数3 0.000 -5.798 0.018 0.000 0.125...0.143 0.060 -5.787 0.018 0.000 0.125 ...0.143 ...

第一列是K-path走过的距离，也就是能带图的横坐标，有几个NBANDS的时候有几组数据。

第二列是能带。

第三列——倒数第二列是每个轨道在能带上的投影。

最后一列是原子/元素在能带上的投影。VASPKIT(211)是原子的投影，(212)是元素的投影，相当于系统中这个元素的所有原子，(213)可以根据自己的要求指定几个原子或几组元素。

该文件可以直接导入到原点:

标准能带图可通过选择前两个画线模型获得:

高对称点的位置可以在VASPKIT自动生成的KLABELS文件中找到。

带结构图中的K标记K坐标γ0.000m 1.139K 1.797γ3.113

1.139是m点，1.797是k点，3.113是Gamma点。单位都是E -1。在原点的前两列中添加以下线条来标记高对称点的位置。

1.14 -201.14 101.798 -201.798 10

您也可以通过在线模式下计算点数来标记高对称点的位置，例如KPOINTS的第二行50，这意味着每两个高对称点之间插入50个点。原点每50条线都有对应的高对称点。

由VASPKIT 50 line-modereciprocal 0.000000000000.00000000.00000000000 GAMMA 0.5000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000

调整坐标范围，我们一般关注费米能级附近的状态。带图的效果如下:

右键单击Origin左上角的“1”，可以在绘图设置中将指定轨道成分/原子/元素的投影添加到能带图中，俗称投影能带结构或胖能带结构。

选择Bubble，则a列和b列的数据作为x轴和y轴的数据，指定一列轨迹或最后一列(tot)作为投影的权重，点击add->: ok .然后调整泡点的缩放比例和颜色。

这个数字是二硫化钼的钼的投影能带。可以看出，在VBM和煤层气中，钼元素占有较大的比重，相应的硫元素占有较小的比重。注意这里的能带不考虑自旋轨道耦合(SOC)。如果考虑SOC，能带结构会发生变化。

如果想看VBM和CBM的轨道图形，可以用VASP的parital charge函数或者直接运行VASPKIT 511得到这两个位置之间的实空波函数。

我们需要输入的信息是这两个位置的K点序号和波段序号，可以从IBZKPT文件和EIGENVAL文件中读取。从能带图可以看出，这个点正好是‘K’，路径gamma有两行->:M->；k，每行有20个点(KPOINTS文件的第二行)，所以VBM和CBM在第41个点。Band的序列号要根据占用的编号来读取。EIGENVAL文件中该点的最高占用能带为13号，最低未占用能带为14号，运行VASPKIT时，选择511->:41->；13和511->:41->；14就可以了。

0.33333333 E+00 0.33333333 E+00 0.0000000 E+00 0.1666667E-01 1-62.527256 1.000000 2-36.782055 1.000003-36.739875 1.00000 4-36.624610.000000-5

511 + -温馨提示--+用VESTA/ VMD包打开实空间波函数文件。++你想画哪个K点？(1 & lt= ikpt <。=60) ->>。41你想画哪个乐队？(1 & lt= iband <。=20) ->>。13 + -温馨提示--+当前版本仅支持VASP代码的标准版本。+---+->>。(01)读取WAVECAR文件中的头信息...+-WAVECAR Header-+SPIN = 1 NKPTS = 60 NBANDS = 20 EN CUT = 500.00系数精度:复数*8最大G值数:GX = 6，GY = 6，GZ = 34估计最大平面波数:5127+-->;>。(02)开始后处理波函数...->;>。(03)从POSCAR文件中读取结构参数...->;>。(04)写WF_REAL_B0013_K0041.vasp文件！->;>。(05)写WF_IMAG_B0013_K0041.vasp文件！

将文件WF_REAL_B0013_K0041.vasp和WF_REAL_B0014_K0041.vasp拖到VESTA中进行绘制。这里可以看出，煤层气主要是横向分布，而VBM波函数是横向和纵向分布。

综上所述，可以看出用Origin绘制能带图比较繁琐，如果要一次绘制100种材料的能带图，很难完成。这就需要一些高通量的计算程序，比如Pymatgen，来绘制能带结构图。后面的文章将解释如何用pymatgen绘制各种能带图和布里渊区。

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