关键词：Band Structure；DOS、pDOS、LDOS、fat Bands

1，从晶体结构文件（*.cif）导入坐标(File-Import Coordinates)，一般而言，晶体结构来源通常有：

• 从网上下载cif文件（例如从美国矿物晶体结构数据库下载）；
• 其他软件产生的cif文件或PDB文件
• 首先下载相近晶体结构的cif文件，然后通过ADFinput进行掺杂、替换、超胞、表面切割等产生新的晶体结构（包括产生新的三维、二维、一维结构；或者产生超胞结构，然后切换到ADF模块，将直接作为团簇对待，之后在ADFinput中根据用户需要修饰边界原子，然后使用ADF模块或其他模块进行非周期性计算）
• 购买晶体结构数据库，从中到处cif文件格式。

目前*.cif文件在各种软件中的通用性、兼容性、普适性最好，因此优先推荐cif格式文件。

以单层石墨烯为例(使用了二维周期边界条件，Periodicity设置为Slab):

参数说明如下：

• Single Point：表示只计算该结构的性质，不进行结构优化、分子动力学、搜索过渡态等操作；
• Periodicity：周期性的情况，包括三维周期性体系（Bulk）、二维周期性体系（Slab）、一维周期性体系（Chain）、非周期性（none，等同于ADF模块，但计算方法、基函数上略有差别；
• Unrestricted：是否考虑自旋（自旋多重度如果不为0，则需要勾选此项）；
• XC Potential in SCF：选择使用的泛函，目前不包含杂化泛函，其中Model Potential中的GLLB-SC对于一些半导体能带计算结果很好；有一些色散修正泛函（GGA-D中任意一种，MetaGGA中的SSB-D、TPSS-D3、TPSS-D3(BJ)等），可以用于吸附键、氢键等；
• Relativity：是否考虑相对论，对于含重元素的体系计算一般使用Scalar，如果既是重元素又要考虑自旋-轨道耦合，则使用Spin-Orbit；
• Basis set：BAND使用Slater基、数值基混合，因此对于原子核附近的电子波函数描，其精确度远大于平面波，基组的挑选参考：BAND：如何设置基组，BAND由于使用了数值基（NO，Numerical Orbital）因此基组的级别可以比ADF模块低一个档次，例如ADF中用TZP的元素，在BAND中可以用DZP基组（如果有DZP的话），点击后面的…可以对某些元素单独设置基组；
• Frozen core：参考费米科技维基百科：BAND：如何设置基组
• Numerical Quality：设置实空间积分精细程度，对于性质计算选择Good（为了节省计算量，也可以将其设置为Normal，之后点击该选项后面的…，单独将k-Space选项修改为Good，这样能带结构也会更精确，而计算量适中。总的来说计算能带和态密度，Details > Numerical Quality > k-Space设置为good甚至Excellent至关重要，态密度随着k点的疏密程度有很大差异，随着k点越来越密，逐渐趋于不变，因此DOS计算一定要设置为Very Good甚至Excellent）。对能带的计算，k点的影响，可以参考一下这个案例：石墨烯的狄拉克锥计算测试结果。对于结构优化、过渡态搜索等选择Normal；
• 勾选DOS、BandStructure，则表示将计算态密度、能带结构
• 显示原子的窗口右下角有四个圆的图标，是切换显示单/多周期，当前为多周期显示，默认显示3×3×3周期。注意这只是“显示方式”，并不影响计算结果。

Interpolation delta-K设置能带图上k点的密度，这个数值越小，能带越光滑，设置为0.03会比较光滑（具体参考结果查看的能带显示效果），而计算量也可接受。

Calculate fatbands可以根据用户需要来确定是否计算，fatbands会给出能带曲线每一段的主要组分情况。

软件会自动根据晶格对称性，计算高对称点之间的能带，但用户也可以自己指定能带图的路径：去掉Automatic generate path的勾，然后在下方的输入框内手工输入路径，格式为一行一个k点。例如：

0.00 0.00 0.00 G
0.50 0.00 0.00 X
0.50 0.50 0.00 M
0.50 0.50 0.50 R
0.00 0.00 0.00 G
 
0.00 0.00 0.00 G
0.50 0.50 0.50 R

上面指定了两条不连续的路径。第一条路径经过4个高对称点，第二条路径只经过2个高对称点。

如果要生成费米面，则此处勾选Calculate Fermi Surface，并在Details → Expert BAND → Fermi surface处修改KInteg for symmetric kgrid，使得生成的费米面更加细腻。但本例中的体系，存在带隙，因此并非金属，从而无法计算费米面。

提交任务的方式，参考费米科技维基百科：正式版的安装、维护与升级

BAND如果使用HSE03、HSE06泛函，则从SCF到能带计算，都是使用该泛函完成，并且由于方法的优势，计算量并不大，因此k点也不需要像平面波那样设置权重，提高了方便程度，也减少了近似。

SCM > BAND Structure，则显示该体系能带结构：

窗口分为左、中、右三个部分。

• 左边显示了k空间的第一布里渊区，并显示了其中的高对称点（鼠标滚轮可以放大缩小）；本例是二维周期性体系，因为k空间也是一个二维的
• 中间部分显示能带结构，能带结构图的下方显示了能带图横坐标上面这些高对称点的顺序，能带图的右上角，显示了能带中各种组分的颜色，对应能带图中线条的颜色；
• 右边显示对应的态密度图，同样以颜色标记成分

滚轮可以放大缩小，左键可以上下拖动。

如果是金属，并如前所述进行了费米面计算的设置，则此时默认将显示费米面。如果没有显示，在本窗口View → Brillouin Zone → Show Fermi Surface勾选，则将显示。

SCM > DOS，显示态密度曲线。选中某个原子则显示该原子的pDOS，也可以在选中某个原子后，菜单栏Partial > 原子编号 > 选择该特定轨道，则显示该轨道的pDOS。

SCM > View > Add > Cut Plane: Colored > Select Field > Density > Total LDOS，设定范围后，经过一段时间的计算，将显示LDOS：

勾选下方Position按钮，可以右键拖动白色小球移动平面，左键拖动箭头标记可以转动。上面显示的是登高剖面，当然也可以SCM > View > Add > ISOsurface，做等值面图。

SCM > View，点击ADFView窗口中add-Isosurface: With Phase（表示显示的等值面有两个相位），在窗口下方Select Field选择Orbitals(Occupied)则显示占据轨道列表。例如我们如果希望查看HOMO轨道在Gamma点（k=(0,0)）的波函数空间分布情况（点击Kpoint列标，则按照k点坐标值排序，gamma点排第一）：

Gamma点HOMO能量为-0.366 Hartree。

调整透明度：点击窗口左下方的“Isosurface: With Phase” > Show Details > Opacity 该值范围0~100，值越小，透明度越高，100完全不透明。

• 石墨烯的狄拉克锥计算测试结果