CrI3 bulk DOS

2018-04-14 本文已影响290人 jenny42

先将第一步：结构优化的 INCAR, CONTCAR, POTCAR, KPOINTS, CHGCAR 复制到新的文件夹，再修改这些输入文件如下

INCAR

    SYSTEM = CrI3 bulk
      ISIF = 3
       NSW = 0
      NELM = 400
     EDIFF = 1E-7
      PREC = High
    IBRION = -1
    ISMEAR = 0
    LORBIT = 11
     ISPIN = 2
     ENCUT = 600
#vdw
#        GGA = RE
#   LUSE_VDW = .TRUE.
#      AGGAC = 0.0000

这是 PBE 不加 vdw 的 INCAR

POSCAR

将上一部结构优化得到的 CONTCAR 作为这一步的 POSCAR

CrI3 bulk system
   1.00000000000000
     8.4948565237491938    0.3188674864886781    0.2147426845897321
     5.3723182144031121    6.5880545062782288    0.2147395593678447
     5.3723165345651944    2.6758306878121640    6.0239956371324332
   I    Cr
     6     2
Direct
  0.4305085844975093  0.0705276845480089  0.7902371517766910
  0.5694915775024970  0.9294722774519877  0.2097628082233129
  0.7902370857766854  0.4305085834975083  0.0705276795480113
  0.2097628152233101  0.5694914905024910  0.9294722964519868
  0.0705276515480076  0.7902372297766965  0.4305085504975075
  0.9294723334519875  0.2097628032233027  0.5694914305024948
  0.1666048430033849  0.1666048680033826  0.1666048420033882
  0.8333950439966166  0.8333952229966145  0.8333951389966140

  0.00000000E+00  0.00000000E+00  0.00000000E+00
  0.00000000E+00  0.00000000E+00  0.00000000E+00
  0.00000000E+00  0.00000000E+00  0.00000000E+00
  0.00000000E+00  0.00000000E+00  0.00000000E+00
  0.00000000E+00  0.00000000E+00  0.00000000E+00
  0.00000000E+00  0.00000000E+00  0.00000000E+00
  0.00000000E+00  0.00000000E+00  0.00000000E+00
  0.00000000E+00  0.00000000E+00  0.00000000E+00

KPOINTS

K 点取得更密了一些

k-points
 0
Monkhorst Pack
 12 12 12
 0  0  0

POTCAR

无需更改，与之前相同即可

如何画 pDOS 图

根据计算结果画 pdos (Partial Density of States）图，我是采用了实验室大师兄的 python 脚本来画图的，首先需要将脚本下载到家目录下，然后在家目录下的 .bashrc 里加上下面一行代码

# add path of pyband to PATH
export PATH=/public/home/why/pyband/:${PATH}

之后就可以直接使用 pyband，pybos 命令了

$ grep E-fermi OUTCAR | tail -1 | awk '{print $3}'
4.5244
$ pydos -p '1 2 3 4 5 6' -p '7 8' -z 4.5244 -x -8 4 -y -15 15

以上命令的意思是，先从 OUTCAR 里读出 E-fermi 的值，然后作图的时候横坐标减掉 E-fermi -z 4.5244。然后画出第1，2，3，4，5，6个原子的总的 pdos 和第7，8个原子总的 pdos -p。最后 -x, -y 分别设置了 x, y 轴的范围。

这个pydos脚本，是从 PROCAR文件中读取数据作图的，PROCAR文件格式大概是这样

图片来自网络

二维碘化铬单层的PROCAR

第一行显示了一共有多少个 K-points，已经多少条 bands，和多少个 ions

二维碘化铬单层计算的 PROCAR

可见一共有15个K点，但出现了两遍，这是因为INCAR里设置了ISPIN = 2，这两套K点分别表示 spin up, spin down 的电子。

以下是 CrI3 bulk 的 pdos (partial density of states) 图，是 PBE+vdw 的计算结果。由于我们 POSCAR 里前六个原子是 I，后两个原子是 Cr，故图像中 P_0 曲线对应的就是 I 原子的 dos，P_1 曲线对应的是 Cr 原子的 dos。同时正半轴表示 spin up，负半轴表示 spin down 的分量。并且在费米面（能量零点）附近，都是 spin up 分量比较多，可见这个体系有自旋极化。

pdos of bulk CrI3 using PBE+vdw

对比实验中给出的pdos图，还是挺像的。

pdos of bulk CrX3 using PBE

不加 vdw 的看起来差别不是很大

pdos of bulk CrI3 using PBE