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49003新虫 (初入文坛)
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hse杂化泛函计算能带，导带和价带整体上移0.4eV是什么原因 已有1人参与
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我应用的是标准化晶胞结构，a = b = 20.3Å，操作步骤为： 1.结构优化，INCAR文件如下： #### initial I/O #### ISTART = 1 ICHARG = 1 LWAVE = .FALSE. LCHARG = .TRUE. LVTOT = .FALSE. LVHAR = .FALSE. LELF = .FALSE. # LORBIT = 11 # NEDOS = 2000 #### Ele Relax #### ENCUT = 500 # 截断能，越高表示精度越高，默认400eV ISMEAR = 0 # 和SIFGMA一起决定在做布里渊区积分时，如何计算分布函数。绝缘体0-0.05，金属1/2-0.2，态密度-5，SIGMA不设置 SIGMA = 0.05 EDIFF = 1E-5 # 控制自洽优化收敛的能量标准，即前后两次能量差小于这个值则收敛完成。默认1E-4 NELMIN = 5 #电子自洽的最小步数，默认为2 NELM = 300 #电子自洽的最大步数，默认60 GGA = PE #交换关联势的类型，VASP会根据POTCAR自动确定(我们用的赝势库所对应的为PE)，也可不用设置 LREAL = .FALSE.# 表面计算用Auto。决定投影算符在实空间还是倒空间计算，高精度计算用FALSE，在超过20个原子的系统中可以设置成Auto。 ISYM = 0 # 确定是否打开对称性，1、2、3为打开对称性，-1、0关闭对称性。 PREC = Normal # 控制计算精度的参数，会影响多个参数比如ENCUT。一般默认为Normal，高精度的计算比如声子计算时需要设置成Accurate。 IVDW = 10 # DFT-D2矫正范德华力。11为D3矫正。 # LDIPOL = .TRUE.# 两个控制表面偶极校正，对于上下表面不对称，会引入偶极，但是SCF收敛变慢 # IDIPOL = 3 #### Geo opt #### EDIFFG = -0.001 # 设定结构优化的精度，正值表示能量，负值表示力，建议设置为负值（特别是声子计算时需要设置更小的值） IBRION = 2 # 决定粒子如何运动。-1表示离子不动；0表示第一性原理分子动力学模拟；1表示准牛顿法进行结构优化；2表示共轭梯度法进行结构优化 POTIM = 0.2 # IBRION=0时，为时间步长，单位为fs；在结构优化计算时(1\2\3)，为力的缩放因子，默认为0.5 NSW = 300 # 离子运动的最大步数，在做结构优化和分子动力学模拟中设置。默认值为0，即离子不动。 ISIF = 2 # 0-不计算应力张量；1-结构优化时只计算总的应力，只优化离子位置。2~7计算应力张量。2只让离子位置做优化，晶胞矢量不做优化；3：同时优化离子位置、原胞形状和体积 ALGO=VeryFast #电子最优化的算法。 #### Mag #### # ISPIN = 2 # 电子自旋极化的开关。默认为1，非磁性计算，自旋非极化体系；2.自旋极化体系。简单磁性体系直接设置成2，magmom不必设置。 2.vaspkit302功能生成KPATH.in，这一步本来应该生成PRIMCELL，但是我选了302功能之后没有生成PRIMCELL文件，我就继续用上一步结构优化生成的CONTCAR文件了。 3.vaspkit251，2，0.05，0.05功能生成KPOINTS文件。我的KPOINTS文件是： 0.050 1 1 1 1 0.050 15 3 5 5 5 # Parameters to Generate KPOINTS (Do NOT Edit This Line) 16 Reciprocal lattice 0.00000000000000 0.00000000000000 0.00000000000000 1 0.00000000000000 0.00000000000000 0.00000000000000 0 0.12500000000000 0.00000000000000 0.00000000000000 0 0.25000000000000 0.00000000000000 0.00000000000000 0 0.37500000000000 0.00000000000000 0.00000000000000 0 0.50000000000000 0.00000000000000 0.00000000000000 0 0.50000000000000 0.00000000000000 0.00000000000000 0 0.45833333332500 0.08333333332500 0.00000000000000 0 0.41666666665000 0.16666666665000 0.00000000000000 0 0.37499999997500 0.24999999997500 0.00000000000000 0 0.33333333330000 0.33333333330000 0.00000000000000 0 0.33333333330000 0.33333333330000 0.00000000000000 0 0.24999999997500 0.24999999997500 0.00000000000000 0 0.16666666665000 0.16666666665000 0.00000000000000 0 0.08333333332500 0.08333333332500 0.00000000000000 0 0.00000000000000 0.00000000000000 0.00000000000000 0 4.vaspkit生成HSE06自洽计算的INCAR： Global Parameters NCORE=4 ISTART = 1 (Read existing wavefunction, if there) ISPIN = 1 (Non-Spin polarised DFT) #ICHARG = 11 (Non-self-consistent: GGA/LDA band structures) LREAL = .FALSE. (Projection operators: automatic) ENCUT = 600 (Cut-off energy for plane wave basis set, in eV) # PREC = Accurate (Precision level: Normal or Accurate, set Accurate when perform structure lattice relaxation calculation) LWAVE = .TRUE. (Write WAVECAR or not) LCHARG = .TRUE. (Write CHGCAR or not) ADDGRID= .TRUE. (Increase grid, helps GGA convergence) # LVTOT = .TRUE. (Write total electrostatic potential into LOCPOT or not) # LVHAR = .TRUE. (Write ionic + Hartree electrostatic potential into LOCPOT or not) # NELECT = (No. of electrons: charged cells, be careful) # LPLANE = .TRUE. (Real space distribution, supercells) # NWRITE = 2 (Medium-level output) # KPAR = 2 (Divides k-grid into separate groups) # NGXF = 300 (FFT grid mesh density for nice charge/potential plots) # NGYF = 300 (FFT grid mesh density for nice charge/potential plots) # NGZF = 300 (FFT grid mesh density for nice charge/potential plots) Static Calculation ISMEAR = 0 (gaussian smearing method) SIGMA = 0.05 (please check the width of the smearing) LORBIT = 11 (PAW radii for projected DOS) NEDOS = 2001 (DOSCAR points) NELM = 60 (Max electronic SCF steps) EDIFF = 1E-08 (SCF energy convergence, in eV) HSE06 Calculation LHFCALC= .TRUE. (Activate HF) AEXX = 0.25 (25% HF exact exchange, adjusted this value to reproduce experimental band gap) HFSCREEN= 0.2 (Switch to screened exchange, e.g. HSE06) ALGO = ALL (Electronic Minimisation Algorithm, ALGO=58) TIME = 0.4 (Timestep for IALGO5X) PRECFOCK= N (HF FFT grid) # NKRED = 2 (Reduce k-grid-even only, see also NKREDX, NKREDY and NKREDZ) # HFLMAX = 4 (HF cut-off: 4d, 6f) # LDIAG = .TRUE. (Diagnolise Eigenvalues) 5.vaspkit252功能生成band能带图，这是我的生成结果： +-------------------------- Summary ----------------------------+ Band Character: Direct Band Gap (eV): 2.5392 Eigenvalue of VBM (eV): -5.4925 Eigenvalue of CBM (eV): -2.9533 HOMO & LUMO Bands: 99 100 Location of VBM: 0.000000 0.000000 0.000000 Location of CBM: 0.000000 0.000000 0.000000 官方的生成结果是： Band Gap: 2.5381 eV (HSE06) HOMO: -5.8981 eV (Ured = 1.88 V ) LUMO: -3.36 eV (Uox := 0.66 V) 我的结果和他的结果导带和价带的位置整体上移了0.4eV，求教这是什么原因？ |
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rlafite
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【答案】应助回帖
感谢参与，应助指数 +1
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差约 0.4 eV 的整体向上移动通常 不是 带结构计算里的“带形状”问题（那会改变带的相对位置/带隙），更像是能量零点（reference）/电位对齐 或 计算细节不一致 导致的整体偏移。优先检查清单（我推荐的顺序） 核对 POTCAR（最易出错且常被忽略）。 确认官方结果的能量零点（是相对真空还是相对平均电势/费米）。如果官方用了真空，按上面方法算真空电位并对齐。 做一次真正的 HSE 自洽 SCF（不要直接依赖 PBE CHGCAR），保存 CHGCAR，再用 ICHARG=11 做 band 采样；比较结果。 输出 LOCPOT，做平面平均找真空能级，看你的 VBM/HOMO 相对真空是否与官方一致。 若仍不同，检查 NELECT、是否带电、偶极修正、KPOINTS。 |
2楼2025-12-06 00:15:02
