深入解析:Origin软件绘制能带图的实用方式 深入解析java编译器:源码剖析与实例详解
摘要:第一列是Kpath走过的距离,即能带图的横坐标,有几条能带(NBANDS)就会有几套数据。第二列是能带的能量。第三列倒数第二列是,每个轨道在能带上的投影。最后一,深入解析:Origin软件绘制能带图的实用方式 深入解析java编译器:源码剖析与实例详解
第一列是K-path走过的距离,即能带图的横坐标,有几条能带(NBANDS)就会有几套数据。第二列是能带的能量。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,相当于体系中该元素的所有原子,(213)可以按照自己的需求指定几个原子或几种元素的集合。这个文件可以直接导入到origin里:选中前两行画线模型就能得到标准的能带图:在能带图上找到高对称点的位置,可以在VASPKIT自动生成的KLABELS文件中得到,K-LabelK-Coordinateinband-structureplotsGAMMA0.000M1.139K1.797GAMMA3.1131.139是M点,1.797是K点,3.113是Gamma点。单位都是埃-1,在Origin前两列里添加如下几行,标记出高对称点位置。1.14-201.14101.798-201.79810也可以通过数line-mode的点的个数标记高对称点的位置,比如KPOINTS的第二行50,代表每两个高对称点之间插入50个点。在origin里每50行就有一个对应的高对称点。K-PathGeneratedbyVASPKIT50Line-ModeReciprocal0.00000000000.00000000000.0000000000GAMMA0.50000000000.00000000000.0000000000M0.50000000000.00000000000.0000000000M0.33333333330.33333333330.0000000000K0.33333333330.33333333330.0000000000K0.00000000000.00000000000.0000000000GAMMA调整坐标范围,一般我们关心的是费米能级附近的态。得到能带图效果如下:右键点击Origin左上角的“1”,在plotsetup里可以加入指定的轨道成分/原子/元素的投影到能带图上,俗称projectedbandstructure或fatbandstructure.选中Bubble,然后A列和B列数据作为x轴和y轴的数据,并指定一列轨道或最后一列(tot)作为投影的权重,点击add->ok。然后调整bubble点的scaling和颜色即可。这张图是MoS2的Mo的投影能带,可见在VBM和CBM处,Mo元素所占权重很大,相应的S占的权重就少。注意这里的能带是没考虑自旋轨道耦合(SOC)的,如果考虑SOC,能带结构会发生改变。如果想要看在VBM和CBM处的轨道图形,可以用VASP自带的paritalcharge功能,也可直接运行VASPKIT511功能得到这两个位置的实空间波函数。我们需要输入的信息是这两个位置的K点序号和band序号,这两个信息可以从IBZKPT文件和EIGENVAL文件中读取,从能带图上可以读出这个点正好是‘K’,前面有两条线的路径Gamma->M->K,每条线上有20个点(KPOINTS文件的第二行),所以VBM和CBM处在第41个点的位置。Band的序号要根据占据数来读取,EIGENVAL文件中该点的最高占据能带是13号,最低非占据能带是14号。在运行VASPKIT的时候依次选择511->41->13和511->41->14即可。0.3333333E+000.3333333E+000.0000000E+000.1666667E-011-62.5272561.0000002-36.7820551.0000003-36.7398751.0000004-36.6246101.0000005-13.6411151.0000006-13.5673461.0000007-7.0840971.0000008-6.2721231.0000009-5.7481321.00000010-5.2516861.00000011-4.5581881.00000012-3.8500841.00000013-1.7144961.00000014-0.0371480.000000151.3720390.000000161.8429320.000000173.1682930.000000185.5475700.000000195.9274760.000000207.9250260.000000511+--------------------------WarmTips--------------------------+OpenReal-SpaceWaveFunctionFileswithVESTA/VMDPackage.+---------------------------------------------------------------+WhichK-POINTdoyouwanttoplot?(1>41WhichBANDdoyouwanttoplot?(1>13+--------------------------WarmTips--------------------------+CurrentVersionOnlySupporttheStardardVersionofVASPcode.+---------------------------------------------------------------+-->>(01)ReadingtheheaderinformationinWAVECARfile...+---------------------WAVECARHeader--------------------------+SPIN=1NKPTS=60NBANDS=20ENCUT=500.00CoefficientsPrecision:Complex*8MaximumnumberofGvalues:GX=6,GY=6,GZ=34Estimatedmaximumnumberofplane-waves:5127+---------------------------------------------------------------+-->>(02)StarttoPost-ProcessWavefunctions...-->>(03)ReadingStructuralParametersfromPOSCARFile...-->>(04)WrittenWF_REAL_B0013_K0041.vaspFile!-->>(05)WrittenWF_IMAG_B0013_K0041.vaspFile!得到的文件WF_REAL_B0013_K0041.vasp,WF_REAL_B0014_K0041.vasp拖入VESTA里作图。这里看到CBM主要是横向分布的,而VBM波函数是横向和纵向分布都有的。综上,可见用Origin绘制能带图是比较繁琐的事情,如果我们想要一下次绘制100种材料的能带图就难以完成了。这就需要借助一些高通量计算的程序,比如Pymatgen绘制能带结构图。之后的文章种会讲解如何用pymatgen绘制各种的能带图和布里渊区。学习更多固体与表面理论计算相关内容,欢迎参加第四届研之成理固体与表面理论计算初级培训班(杭州,20190805-20190808);详情请见:用户评论暮染轻纱终于找到一篇详细讲解能带结构的文章了!我一直在使用Origin绘制能带图,以前只知道简单的操作手法,其实还有这么多背后的原理和技巧!希望以后还能看到你关于其他绘制工具的解析。有13位网友表示赞同!。婞褔vīp说得好!Origin画能带图确实非常直观,能清楚地展示材料能带结构的变化规律。文章解释得很仔细,让我对能带理论有了更深入的理解。有13位网友表示赞同!哽咽我也是Origin用户,感觉这个软件在绘制能带图方面确实方便很多,特别是对于初学者来说,操作很友好。不过有些细节我觉得还是需要进一步讲解,比如如何选择合适的能带宽度和颜色来更好地体现材料性质等。有20位网友表示赞同!娇眉恨我更倾向于使用文献中提供的能带结构数据直接展示,通过绘制能带图的形式看起来反而掩盖了一些重要的信息,而且Origin的绘制方式似乎比较局限,难以展现一些复杂能带结构。有14位网友表示赞同!空巷这篇文章真是太棒了!对于刚接触能带结构的研究生来说,阅读这样的文章绝对能够帮助快速入门。现在有很多开源软件也可以用于绘制能带图,希望以后可以多看看比较主流的开源软件功能和优势。有20位网友表示赞同!致命伤画出能带图的确是研究材料性质的一个重要手段,我希望以后还能看到更多关于不同材料能带结构特性的分析文章,比如二维材料、半导体、超导材料等。有15位网友表示赞同!可儿我觉得Origin的绘制方式对于一些复杂的二维或低维材料能带结构可能不太适用,希望开发新的软件或者方法来更好地展示这些复杂結構。有19位网友表示赞同!葵雨作为一位从事能源材料研究的学者,我可以明确地说能带结构对材料性能的影响至关重要。这篇文章很好地解释了Origin画能带图的基本原理和应用方法,对于我的工作非常实用!有8位网友表示赞同!逃避虽然Origin能绘制出比较好的能带图,但我觉得最终目标还是要理解材料的本质性质,不能仅仅局限于可视化的展示。我们需要结合实验和理论计算深层次地探究能带结构背后的物理机制。有5位网友表示赞同!话扎心文章中提到的能带宽度和颜色的选择很有意思,如果可以详细讲解不同颜色组合和绘制方法的具体应用场景,会更有帮助!有6位网友表示赞同!灼痛感觉这篇文章讲得并不清晰,对于初学者来说可能很难理解原理。希望作者能够添加一些更直观的图示和示例,更容易被读者接受。有8位网友表示赞同!不要冷战i我已经下载了Origin软件,打算深入学习这个能带结构绘制工具。期待看到作者后面发布更有深度和实战技巧的分析文章!有13位网友表示赞同!虚伪了的真心能带结构是一个非常复杂的研究领域,希望能看到更多关于不同材料能带结构特性的探索和应用,比如量子计算、柔性电子等新兴领域的展望。有17位网友表示赞同!北染陌人Origin画能带图确实挺方便,尤其是对于一些简单的单晶材料来说。不过我想知道有没有更精细的软件可以绘制那些复杂的多晶材料能带结构?有10位网友表示赞同!温柔腔文章只着重讲解了Origin的操作方法,但对于能带结构本身的理论解释并不够全面,比如能带带宽、能带隙的概念等等都需要更加深入地阐述。有9位网友表示赞同!孤街浪途我比较赞同用文献中的数据直接展示的方式,这样能够更直观地反映原始结果,而用Origin画出来的图可能会有画蛇添足的情况。有8位网友表示赞同!凉月流沐@Origin确实好用,但我觉得绘制能带图只是其中一个环节,更重要的是对能带结构进行物理意义上的分析和理解。希望能看到更多文章从本质上阐释能带结构的构成、演变规律以及与材料性能的关系!有9位网友表示赞同!盲从于你对于我这种科研新手来说,这篇文章真的很有帮助,让我更加了解了能带结构和绘制能带图的重要性。希望作者以后能够更新一些更详细的教程内容!有11位网友表示赞同!