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标题: cp2k利用纯泛函进行能带计算的简单方法 [打印本页]
作者
Author: logzzz    时间: 2024-4-7 13:43
标题: cp2k利用纯泛函进行能带计算的简单方法
本帖最后由 logzzz 于 2026-3-11 10:21 编辑

思虑很久，感觉自己也应该发点帖子，如果不合规请管理员删除。

我看很多人问CP2K计算能带的问题。为此，我想开一个帖子，讲一下我自己算能带的简单方法。
开讲之前，首先感谢科音培训班，也希望大家有条件的可以参加，是对自己知识的良好扩充。

话不多说。首先，需要准备两个开源的软件，分别是multiwfn和vaspkit。
下载地址： multiwfn    http://sobereva.com/multiwfn/
                 vaspkit    https://sourceforge.net/projects/vaspkit/files/Binaries/
注意：使用以上软件发表论文要恰当引用相关参考文献！
这两个软件的安装，就不详细讲了，网上很多教程。
接下来就是结合这两个软件，开始计算能带。我这里以Si为例，使用PBE泛函和DZVP-MOLOPT-SR-GTH，准备好Si的CIF，不需要扩胞。
第一步，利用multiwfn创建输入文件。进入主程序，直接输入cp2k可以直接进入输出文件编辑页面。
(, 下载次数 Times of downloads: 63)
选择6，打开smear，方便产生费米能级。选择8，打开K点计算，这里Si输入9，9，9
选择0产生输入文件。
接下来结合我自己写的第一个脚本进行输入文件处理。
这个脚本的目的是利用vaspkit产生计算所需的高对称点，然后再写入前一步产生的输入文件中。
(, 下载次数 Times of downloads: 66)
脚本写的我个人认为还是比较清晰的哈。输入输入文件Si.inp；然后计算的体系维度是多少就输入多少。这里硅是三维的，输入3
然后就可以产生用于计算能带结构的Si.inp的文件了，原始的inp也没有删除，命名为了Si.inp.bk。
#2026.3.10修正，感谢ligaopeng建议，在vaspkit手册中，vaspkit针对原胞给出高对称点，因此cp2k计算中，需要替换晶格参数和坐标。补充这一部分的修正，修正后脚本如下：
Kcg脚本内容：
  1. #!/bin/bash

  3. ###############################
  4. ###zhaicg,zhaicg@jlu.edu.cn
  5. ##############################

  7. echo " "
  8. echo "利用vaspkit,multiwfn生成band计算文件"
  9. read -p "输入文件(需要加.inp):" flag
  10. echo " "
  11. read -p "输入维度1)1D 2)2D 3)3D:" table
  12. echo " "

  14. cp $flag $flag.bk
  15. Multiwfn $flag << EOF >/dev/null
  16. 100
  17. 2
  18. 27
  19. POSCAR
  20. 0
  21. q
  22. EOF

  24. (echo 306; echo $table) |vaspkit >/dev/null

  26. sed '/ADDED_MOS/c\      ADDED_MOS   -1' $flag -i
  27. sed -n '/&PRINT/,/&END PRINT/p' KPATH.cp2k >cpkp
  28. sed 's/<NAME_HERE>.bs/BAND.bs/g' cpkp -i
  29. sed '/BAND.bs/a\\ADDED_MOS 20' cpkp -i
  30. sed '4s/^/            /' cpkp -i
  31. sed  '5d' -i cpkp

  33. sed '$d' -i $flag
  34. sed '$d' -i $flag
  35. cat cpkp >> $flag
  36. echo "  &END DFT" >>$flag
  37. echo "&END FORCE_EVAL">>$flag

  39. sed -n '/     &CELL/,/      &END COORD/p' KPATH.cp2k >cpkp2
  40. sed -i -e '/&SUBSYS/,/&END COORD/!b' \
  41.        -e '/&SUBSYS/ r cpkp2' \
  42.        -e '/&SUBSYS/b' \
  43.        -e 'd' $flag
  44. rm cpkp KPATH.cp2k  POSCAR  SYMMETRY cpkp2
复制代码

运行CP2K进行计算。计算后会产生band.bs。即可进行能带分析。
然后，还是利用multiwfn进行后处理，载入产生的band.bs。利用cp可直接进入处理窗口。选择2,然后选择-3可以导出能带图的.txt文件，选择0，可以直接观看产生的能带结构。
(, 下载次数 Times of downloads: 73)
接下来运行后处理脚本baf。可以对multiwfn输出的path*.txt数据进行调整，让费米能级为0。
(, 下载次数 Times of downloads: 63)
就可以得到new_path*.txt ,用origin画图。
(, 下载次数 Times of downloads: 64)
baf脚本内容：
  1. #!/bin/bash


  4. ###############################
  5. ###zhaicg,zhaicg@jlu.edu.cn
  6. ##############################


  9. echo " "
  10. echo "能带计算后处理，需要输出费米能级。"
  11. read -p "计算的输出文件（*.out,需要加out）:" table
  12. echo " "

  14. for i in path*.txt
  15. do
  16. fm=`grep "Fermi energy:" $table | awk '{print $3*27.2113863}'`
  17. awk '{print $1}' $i > 1.f
  18. awk '{$1="";print $0 }' $i  >2.f
  19. sed "{s/^/& $fm/}" 2.f > 3.f
  20. awk '{ for (i=2; i<=NF; i++) $(i) -= $1 } 1' 3.f >4.f
  21. awk '{$1="";print $0 }' 4.f >5.f
  22. paste -d ' ' 1.f 5.f > new-$i
  23. rm  1.f 2.f 3.f 4.f 5.f
  24. done

复制代码


最后，只能说multiwfn，vaspkit让科研更轻松。





作者
Author: madhatter    时间: 2024-4-16 21:38
cp2k萌新苦能带久矣
作者
Author: yuzc    时间: 2025-3-16 21:32
请问一下，高对称点的横轴坐标在哪里找呀
作者
Author: logzzz    时间: 2025-3-17 15:08
yuzc 发表于 2025-3-16 21:32
请问一下，高对称点的横轴坐标在哪里找呀

使用最新版Multiwfn,在载入Band.bs之后，导出TXT的时候，选择-3.屏幕会打印出高对称点的横坐标。
作者
Author: ShiqiChen    时间: 2025-3-28 17:25
运行CP2K进行计算。计算后会产生band.bs。即可进行能带分析。
然后，还是利用multiwfn进行后处理，载入产生的band.bs。利用cp可直接进入处理窗口。选择2,然后选择-3可以导出能带图的.txt文件，选择0，可以直接观看产生的能带结构。
请问具体怎么生成txt文件的？
作者
Author: logzzz    时间: 2025-3-28 18:50
ShiqiChen 发表于 2025-3-28 17:25
请问具体怎么生成txt文件的？

multiwfn band.bs → cp → 2 → -3 ，当前目录会有path.txt导出来画图。就行。
作者
Author: ShiqiChen    时间: 2025-3-31 11:09
logzzz 发表于 2025-3-28 18:50
multiwfn band.bs → cp → 2 → -3 ，当前目录会有path.txt导出来画图。就行。

谢谢，已解决
作者
Author: Mapleyu    时间: 2025-6-15 15:11
点赞！作为从Vasp转移到Cp2k的我来说，简单易懂了。
作者
Author: 于浩    时间: 2025-6-18 19:31
问一下带隙怎么看啊 不知道哪个文件能看
作者
Author: logzzz    时间: 2025-6-19 20:55
于浩 发表于 2025-6-18 19:31
问一下带隙怎么看啊 不知道哪个文件能看

multiwfn band.bs → cp → 2 然后看屏幕输出，就有带隙值和间接还是直接。
作者
Author: 我爱学习2022    时间: 2025-11-27 17:38
您好，请问在算能带之前需要进行结构优化吗
作者
Author: logzzz    时间: 2025-12-1 20:47
我爱学习2022 发表于 2025-11-27 17:38
您好，请问在算能带之前需要进行结构优化吗

当然需要了。
作者
Author: 我爱学习2022    时间: 2025-12-5 14:49
logzzz 发表于 2025-12-1 20:47
当然需要了。

谢谢，按照您的帖子已经正常算完了，真的很方便
作者
Author: lywbanner    时间: 2026-2-2 23:03
谢谢分享！！！！请教一下，对于slab模型，高对称K点 选二维还是三维？
作者
Author: reid    时间: 2026-2-2 23:38
lywbanner 发表于 2026-2-2 23:03
谢谢分享！！！！请教一下，对于slab模型，高对称K点 选二维还是三维？

二维
作者
Author: lywbanner    时间: 2026-2-3 19:05
reid 发表于 2026-2-2 23:38
二维

非常感谢！
作者
Author: lywbanner    时间: 2026-2-3 19:07
非常感谢！
作者
Author: ligaopeng    时间: 2026-3-10 15:22
本帖最后由 ligaopeng 于 2026-3-10 19:48 编辑

你好，对于你的Kcg脚本我提出一个疑问，
vaspkit手册中提到
“执行cp PRIMCELL.vasp POSCAR命名。KPATH.in推荐能带路径只针对于PRIMITIVE CELL，缺少这一步，你可能得到错误的结果。如果有必要，比较KPATH.in文件中的能带路径是否与在线能带路径产生工具SeeK-Path产生的一致，包括比较PRIMCELL.vasp和HIGH_SYMMETRY_POINTS文件。需要指出的是SeeK-Path只用于体相结构能带路径的产生”

对此我对您的脚本进行了测试（使用CdO晶体），发现对于一些使用conventional Cell进行计算的时候，脚本产生的K点路径是对于PRIMITIVE CELL的，因此，建议用PRIMCELL.vasp中的结构信息替换掉新生成的.inp输入文件中的结构信息是有必要的
作者
Author: logzzz    时间: 2026-3-10 22:10
ligaopeng 发表于 2026-3-10 15:22
你好，对于你的Kcg脚本我提出一个疑问，
vaspkit手册中提到
“执行cp PRIMCELL.vasp POSCAR命名。KPATH.i ...

感谢，感谢。确实忘记考虑这个事情了。我更新一下脚本，可以把vaspkit生成的K点文件中的结构进行一次替换，这样应该就能保证没问题了。
作者
Author: ligaopeng    时间: 2026-3-11 08:55
logzzz 发表于 2026-3-10 22:10
感谢，感谢。确实忘记考虑这个事情了。我更新一下脚本，可以把vaspkit生成的K点文件中的结构进行一次替换 ...

浅薄认识，，共同探讨提高



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