cp2k利用纯泛函进行能带计算的简单方法

logzzz

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。

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。

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。
Kcg脚本内容：

1. #!/bin/bash
   
2. 
   
3. ###############################
   
4. ###zhaicg,zhaicg@jlu.edu.cn
   
5. ##############################
   
6. 
   
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 " "
    
13. 
    
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
    
23. 
    
24. (echo 306; echo $table) |vaspkit >/dev/null
    
25. 
    
26. sed -n '/&PRINT/,/&END PRINT/p' KPATH.cp2k >cpkp
    
27. sed 's/<NAME_HERE>.bs/BAND.bs/g' cpkp -i
    
28. sed '/BAND.bs/a\\ADDED_MOS 20' cpkp -i
    
29. sed '4s/^/            /' cpkp -i
    
30. sed  '5d' -i cpkp
    
31. 
    
32. sed '$d' -i $flag
    
33. sed '$d' -i $flag
    
34. cat cpkp >> $flag
    
35. echo "  &END DFT" >>$flag
    
36. echo "&END FORCE_EVAL">>$flag
    
37. rm cpkp KPATH.cp2k  POSCAR  SYMMETRY
    

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。

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。

就可以得到new_path*.txt ,用origin画图。

baf脚本内容：

1. #!/bin/bash
   
2. 
   
3. 
   
4. ###############################
   
5. ###zhaicg,zhaicg@jlu.edu.cn
   
6. ##############################
   
7. 
   
8. 
   
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 " "
    
13. 
    
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
    
25. 
    

复制代码

这些文件都打包在压缩包里了。有不对的地方希望大家多指正。

最后，只能说multiwfn，vaspkit让科研更轻松。

madhatter

cp2k萌新苦能带久矣