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周期性体系中,物理量沿某个方向的数值分布

AMS中,BAND模块专注于材料化学方面的计算。

BAND完成一个单点计算后,生成*.runkf文件,用于存储各种空间分布函数。可以重新生成一个脚本,使用restart关键词,读取前面计算得到的*.runkf文件,然后用Grid关键字与DensityPlot关键字结合,在*.out中输出沿着指定方向的某个物理量的数值分布。

这里我们以三维周期性石墨烯单层(晶格的A、B、C方向均具有周期性)的电子密度为例,进行演示。

第一步 常规单点计算

基本参数

基本参数设置与常规计算没有差别,但要注意坐标系(View - Axes显示坐标轴):

可以看看晶格常数:

看到C方向晶格常数为6.71埃(我们下面会尝试研究坐标0, 0, -3.355到0, 0, 3.355之间,长度为6.71埃的范围的电子密度)。

保存任务。并运行。

第二步 读取数据到TAPE41文件中

运行完毕后,将上一个任务,另存一个不同名字的任务,然后在*.run文件中Engine BAND字段中,添加如下子字段(可以直接在Engine BAND这一行下面直接添加如下内容):

    Restart 
        File D:\ADF_DATA\ss.results\band.rkf
        DensityPlot
    End

    Grid
      UserDefined
        0.0  0.0 -3.355
        1.0  0.0  0.0  1
        0.0  1.0  0.0  1
        0.0  0.0  1.0  0.03355
        1  1   200
      End
    End

    DensityPlot
        rho
    End
    Restart 
        File D:\ADF_DATA\ss.results\band.rkf
        DensityPlot
    End

表示从前面生成的.results\band.rkf文件中读取数据。DensityPlot关键字可以替换为其它关键字:

计算一般的物理量,例如静电势,可以用DensityPlot。

    DensityPlot
        rho
    End

表示作图的数据为rho。rho表示电子密度,其它物理量对应的名字,参考:物理量列表

    Grid
      UserDefined
        0.0  0.0 -3.355
        1.0  0.0  0.0  1
        0.0  1.0  0.0  1
        0.0  0.0  1.0  0.03355
        1  1   200
      End
    End

这五行数字的含义:

结果查看

双击上图中的TAPE41文件,File - Expert Mode:

这些数据就是上面计算的200个点的电子密度值。

其它物理量

例如静电势分布,用户可以修改如下关键字: rho修改为v(coulomb):

DensityPlot
   v(coulomb)
End

其它物理量参考物理量列表类似修改。

二维晶格、一维晶格没有任何区别,Grid的格式和三维晶格是一样的,也一样需要指定ABC三个方向的步长、点数。