计算化学公社
标题: 请教利用CP2K输出的.bs文件绘制能带图 [打印本页]
作者Author: 玉米猫 时间: 2021-8-27 22:43
标题: 请教利用CP2K输出的.bs文件绘制能带图
最近在学习用CP2K计算材料的能带，看了官网的练习后，现在已经得到了输出的.bs文件，但卡在了绘制能带图这一步，按照练习的操作得到的都是直线。我去google的cp2k group里检索了一下，发现基本上都是这个流程：将.bs文件转换为.csv文件，然后用matlab/gnuplot/自己写的脚本绘制能带图，但不同版本的输出文件内容格式应该是不一样的（我的.bs文件内容格式跟官网练习给出的格式就很不同，我的cp2k是8.1版本的，官网的练习是17年的），不知道会不会导致官方提供的python脚本转换出的.csv文件出现问题。希望有经验的老师能够不吝赐教。
PS：希望Multiwfn将来能有利用.bs文件直接绘制能带图的功能！
作者Author: 卡开发发 时间: 2021-8-28 04:26
要不给个bs的例子看看？我整个python的版本试试。
作者Author: 玉米猫 时间: 2021-8-28 07:50
本帖最后由 玉米猫 于 2021-8-28 07:58 编辑
我又摸索了一下，现在已经用gnuplot做出了能带图，形状和练习里给的差不多，但纵坐标的值有差别，我查了查，应该是没有扣除费米能级的原因，我再学习一下gnuplot尝试一下。另外想问一下横坐标怎么标注K点？就是在x轴0 10 20 30 40 50处以此标上gamma X M gamma R M吗？小白刚接触，希望老师能够指导一下，如果有更简单的方法，也希望老师能够不吝赐教，谢谢。
附上了我重复练习得到的.bs文件、转换得到的.csv文件、绘制得到的能带图和练习里给出的能带图
作者Author: 卡开发发 时间: 2021-8-28 11:27
肯定不是0 10 20...这样。在你的BS文件当中已经标注了special point，你需要逐个对应并标注。
按道理，横轴应该是倒空间中cartresian两个点矢量的模累加起来的，但bs应该给的是分数坐标，可能还需要额外的晶格或倒格矢的信息才能换算到cartresian的情况。
作者Author: 玉米猫 时间: 2021-8-28 14:20
请问老师有什么好的方法吗？感觉这个数据处理好麻烦
作者Author: 卡开发发 时间: 2021-8-28 21:39
没啥特别好的方法。我不确定ASE对CP2K的后处理搞得怎么样，你可以测试看看。
作者Author: 丁越 时间: 2021-9-3 17:10
本帖最后由 丁越 于 2021-9-3 19:54 编辑
官网给的这个WO3的例子是立方晶系的，我用origin画了一个四方晶系的WO3能带。大概流程是这样的：
1.把晶体的cif（原胞画，超胞画出来的能带是折叠的）文件上传到seekpath网站，产生高对称点路径，并且下方有cp2k的输出文件模板。
2.cp2k_bs2csv.py转化.bs能带数据文件为.csv文件。举例来说我的四方晶系WO3高对称点路径是Γ—X—M—Γ—Z—R—A—Z|X—R|M—A，因此脚本处理后就会产生9个.csv文件（实际上只是对.bs文件中能量重新排列了一下）。第一个文件对应Γ—X，第二个文件对应X—M。。。。以此类推。.csv文件中，前三列是k点的分数坐标（seekpath网站上倒空间布里渊区信息那一块就有）。举例来说，对于Γ—X，cp2k输入文件中NPOINTS 10，这就相当于从Γ—X之间我们均匀撒10个k点，因此我们可以从第一个.csv文件看到均匀间隔的11个k点，之后的几列是每个k点对应的能带能量E(k)。
3.将这9个.csv文件导入origin同一个worksheet中（file,多个ASCII文件导入，导入设置中‘多文件导入模式’选择‘新建行’ ）。由于所有相邻k点都是均匀间隔的，我们删去前三列k点坐标中任意两列，保留的一列作为X轴，其数值我们按照0，0.05,0.1,0.15......等间距重新设置。这是因为我们要把Γ—X—M—Γ—Z—R—A—Z|X—R|M—A画在一条横坐标轴上，所以只需要考虑相邻高对称点相对间隔并且慢慢往上加间距就行。(gamma-X相距0.5，X-M相距0.5....)
4.能量扣除fermi能级能量后作为Y轴
5.高对称点在X轴位置自己数一下，在X轴上如何标注参考http://blog.wangruixing.cn/2019/07/11/band3/
我也是初学小白，对于能带图处理我的理解不知道有没有错误，有错误的地方还请多多指正。另外还有两个问题没有搞清楚，手动@卡开发发老师,还请老师指教：
1.对于掺杂晶胞，或者缺陷等，我们必须要构建超胞模型，那么这种超胞模型cp2k算能带如何构建高对称点路径，以及后续的能带反折叠处理？我知道vaspkit可以处理这种能带反折叠计算，但是对于cp2k我感觉好难啊，完全无从下手
2.seekpath网站上什么要用它产生的晶胞参数和坐标呢？我看它和原始晶胞参数是有些区别的，但是不知道它为什么这样做。
作者Author: Aridea 时间: 2021-9-3 21:29
才看到，bs文件格式被开发者更新了，你直接pip install cp2k-output-tools 就行，里面有最新封包的bs2csv的bash命令你搜搜就知道怎么用了,或者你去官网下载这个包提取里面的py文件这样可以修改需要改动的地方
作者Author: 玉米猫 时间: 2021-9-4 08:52
本帖最后由 玉米猫 于 2021-9-4 09:05 编辑
谢谢回复，我在谷歌论坛上查阅了他们的讨论。现在CP2K应该是只支持纯泛函计算band structure的，因为CP2K目前杂化泛函/ADMM还都不支持K点。对于某些体系纯泛函PBE会显著低估band gap，而目前band structure计算常用的是精度更高的杂化泛函HSE06。CP2K还在快速发展阶段，也是最近的版本才支持K点计算，我认为现阶段band structure计算还是用VASP比较好，也期待CP2K的进一步发展。
对于你的问题，我认为可以用MS的CASTEP生成高对称点路径来计算（就是用MS来代替seekpath）
作者Author: 玉米猫 时间: 2021-9-4 08:54
谢谢回复，我就是按照你说的方法进行的，目前也都没问题了。现在发现CP2K计算band structure只支持纯泛函，所以打算尝试一下VASP。
作者Author: 卡开发发 时间: 2021-9-4 12:39
0、按道理这些长度是按照倒空间的长度来定的，你计算一个长度肯定是通过Cartesian坐标去算，而这里给的是分数坐标，按道理要通过倒格矢G去换算，也就是kpoint_cart=dot(kpoint_frac,G)。
1、unfolding的部分我其实不是很熟悉算法，vaspkit我也不怎么用。其实可以提供文献来研究下或者你也可以根据vaspkit输入的需求自己写程序将cp2k的结果fake成vasp的输出。
2、应该犯不上用seekpath找，ase里面的dft.kpoints类其实很有用，不过我不怎么用cp2k，所以转换格式的话你可以自己研究下，有问题欢迎讨论。
作者Author: 卡开发发 时间: 2021-9-4 12:41
MS的点可能是对的，但是path不太好。vasp对大体系是不快，但实在不行比如DFT-1/2或MBJ泛函可以试试，个别体系有奇效。
作者Author: madhatter 时间: 2022-3-3 00:27
所以现在cp2k下，超胞结构的能带还能算吗？在有ms的前提下。是不是还是用ms比较好
作者Author: 卡开发发 时间: 2022-3-3 08:55
算肯定可以算，前后处理需要想一些办法。MS的话看模块，算能带的话通常要多个k点，且对固体的晶格参数还是比较敏感的，个别体系还需要DFT+U，这样看DMol3未必是好的选择，CASTEP能满足这些点，从Delta测试集的结果看CASTEP的赝势确实也要更可靠一些，ONETEP用的是超胞法，反折叠这些工作搞不好得自己写程序折腾，但具体我不大了解。用什么其实无所谓，既然有版权找顺手的，解决问题效率高的都没什么问题。
作者Author: taoyanxi 时间: 2022-6-29 16:27
请问一下，下载官方给的脚本后执行python cp2k_bs2csv.py WO3.bs命令.发现并未报错，但一直找不到输出的.csv文件，这是哪里出现问题？
作者Author: Doria 时间: 2022-9-29 17:31
我最开始也是这样，你可以尝试pip install cp2k-output-tools后直接运行cp2k_bs2csv FileName.bs就可以了
作者Author: renj864878110 时间: 2024-1-25 16:37
我用python cp2k-bs.py WO3.bs时，什么也没得到呢？没有产生出WO3.bs.set-1.csv.请问这是怎么回事？
作者Author: renj864878110 时间: 2024-1-25 16:38
我用python cp2k-bs.py WO3.bs时，什么也没得到呢？没有产生出WO3.bs.set-1.csv.请问这是怎么回事？
作者Author: chenguang 时间: 2024-5-17 11:01
我也遇到了费米能级的问题，请问如何扣除费米能级
作者Author: logzzz 时间: 2024-5-17 15:37
http://bbs.keinsci.com/thread-44474-1-1.html
作者Author: 于浩 时间: 2024-8-28 10:59
我现在得到了一个高对称点路径的文件 完全不知道如何标注 他们写的我看不懂 用的是官网的方法
作者Author: 于浩 时间: 2024-8-28 11:00
我现在得到了一个高对称点路径的文件 完全不知道如何标注 他们写的我看不懂 用的是官网的方法
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