DS-PAW pcharge部分电荷密度计算

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第一性原理平面波密度泛函计算软件DS-PAW是Device Studio平台下的一款使用C++开发的国产第一性原理密度泛函计算软件，使用平面波作为基函数组，其赝势是使用投影缀加平面波方法构造的。

DS-PAW能够应用于不同场景，例如金属、半导体、绝缘体、表面、磁性、非磁性和锂电等；能够精确预测材料的电子分布；能够进行原子几何结构优化；能够广泛的应用于材料科学领域。‍‍‍‍‍‍‍‍

本期将给大家介绍DS-PAW pcharge部分电荷密度计算的内容。

2.9.pcharge部分电荷密度计算

本节将以石墨烯为例分析指定k点下特定能带的电荷密度，自洽完成之后准备部分电荷密度的计算，并对部分电荷密度作图进行分析。

2.9.1.graphene石墨烯部分电荷密度计算输入文件

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输入文件包含参数文件pcharge.in和结构文件structure.as，上次自洽计算得到的二进制电荷密度文件rho.bin和二进制波函数文件wave.bin,pcharge.in如下：

pcharge.in输入参数介绍：

在部分电荷密度计算中可以尽量保留sys.和cal.的参数到pcharge.in中，之后设置部分电荷密度计算特有的参数即可：

• task: 本次计算为部分电荷密度计算，设置task为pcharge；

• cal.iniCharge: 表示读取电荷密度二进制文件，支持绝对路径及相对路径，这里./表示当前路径下的rho.bin文件；

• cal.iniWave: 表示读取波函数二进制文件，支持绝对路径及相对路径，这里./表示当前路径下的wave.bin文件；

• pcharge.bandIndex: 指定需进行电荷密度分析的能带的序号，这里[4,5]表示分析能带4和能带5的电荷密度；

• pcharge.kpointsIndex: 指定计算某条能带的电荷密度时所用K点数，这里[12]表示分析两条能带的电荷密度时k点都取12；

• pcharge.sumK: 表示计算部分电荷密度之后保存数据是否将所有K点，不同能带的数据相加。这里false表示不相加；

structure.as文件参考如下：

2.9.2.run程序运行

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准备好输入文件pcharge.in、structure.as以及自洽计算得到的rho.bin、wave.bin文件上传到服务器上运行，按照结构弛豫中介绍的方法执行DS-PAW pcharge.in。

2.9.3.analysis计算结果分析

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根据上述的输入文件，计算完成之后将会得到DS-PAW.log、pcharge.json这2个文件。

pcharge.json：部分电荷密度计算完成之后的json数据文件，此时两条能带的电荷密度数据被保存在pcharge.json中，具体的数据结构详见数据结构解析部分；

使用Device Studio可直接对pcharge.json文件处理出图，其操作步骤为：Simulator-->DS-PAW-->Analysis Plot，选择pcharge.json即可，可根据作图要求自定义设置面板参数。DS处理得到的k点为12时能带4的电荷密度图如下所示：



另可使用python进行数据处理，具体操作见辅助工具使用教程部分。

审核编辑 ：李倩