CrI3 bulk band structure

文章目录

1. 1. INCAR
2. 2. KPOINTS
3. 3. POSCAR
4. 4. POTCAR
5. 5. Band Structure

到目前为止我的计算步骤大概是这样：

• 第一步：结构优化
• 第二步：静态计算（顺便画DOS图）
• 第三步：能带计算和画图

本文记录了计算能带的过程。

先将第二步静态计算的 POSCAR, POTCAR, CHGCAR 复制到新的文件夹 band 中。

INCAR

修改INCAR，主要需要加入一个 ICHARGE = 11，表示读入 CHGCAR。可以参考之前在 AFlow找到的 Bi2I6 的 INCAR。注意我们需要打开自旋 ISPIN = 2

SYSTEM = CrI3 bulk
  ISIF = 3
   NSW = 0
  NELM = 400
NELMIN = 2
  PREC = High
ISMEAR = 0
 ISPIN = 2
 ENCUT = 600
  NPAR = 4
  NSIM = 4
LSCALU = .FALSE.
NBANDS = 80
  ISYM = 2
 SIGMA = 0.05

  ALGO = Normal
ICHARG = 11
LCHARG = .FALSE
LAECHG = .TRUE.
 LWAVE = .FALSE.
LPLANE = .TRUE.

KPOINTS

KPOINTS文件是能带计算需要修改的最重要的文件，此时倒空间中的K点不再是均匀的取点，而是沿着一些高对称点的方向取。
如下图是 Rhombohedral lattice system RHL1 的第一布里渊区中K点

依旧可以参考 AFlow 网站给出的现成的 KPOINTS

RHL1 (rhombohedral alpha < 90) G-L-B1 B-Z-G-X Q-F-P1-Z L-P
20
Line-mode
reciprocal
   0.000   0.000   0.000    ! \Gamma
   0.500   0.000   0.000    ! L

   0.500   0.000   0.000    ! L
   0.500  0.226863  -0.226863  ! B_1

   0.773137  0.500  0.226863  ! B
   0.500   0.500   0.500    ! Z

   0.500   0.500   0.500    ! Z
   0.000   0.000   0.000    ! \Gamma

   0.000   0.000   0.000    ! \Gamma
   0.363431  0.000  -0.363431  ! X

   0.636569  0.363431  0.000   ! Q
   0.500   0.500   0.000    ! F

   0.500   0.500   0.000    ! F
   0.636569  0.636569  0.226863  ! P_1

   0.636569  0.636569  0.226863  ! P_1
   0.500   0.500   0.500    ! Z

   0.500   0.000   0.000    ! L
   0.773137  0.363431  0.363431  ! P

POSCAR

保持和静态计算一样的POSCAR

POTCAR

保持和静态计算一样的KPOINTS

Band Structure

计算结束后，画能带结构图，依旧用师兄的 pyband 脚本来绘制，配置的方法之前提过。

$ pyband -k glbzgqfpzp -s 6 4 -y -5 3

-k后面跟着 K 点的顺序，-s 后面的数字表示图片的长宽比，-y后面的数字表示 y 轴范围

对比论文用同样的方法里的能带图，虽然K点取的有点不同，但能带图看起来基本一样。（我的能带图K点更多，包括了文献中的K点）

再用师兄的 pygap 脚本来分析 OUTCAR 里的数据，得到以下信息

图中缩写：
NKPTS: num of KPOINTS
IND: band index
ENG: energy
KPT: KPOINT coordinate
CBM: conduct band minimum
VBM: valance band maximum