能带结构（band structure）是凝聚态物理、材料科学和量子力学中的一个重要概念，用于描述系统中电子能量和动量之间的关系。它在计算材料的电子结构、光学性质、催化性质等方面具有重要意义。深圳华算科技有限公司将详细介绍能带结构计算步骤和数据处理方法。摘要：是凝聚态物理、材料科学和量子力学中的一个重要概念，用于描述系统中电子能量和动量之间的关系。它在计算材料的电子结构、光学性质、催化性质等方面具有重要意义。深圳华算科技有限公司将详细介绍能带结构计算步骤和数据处理方法。
结构优化
以VASP软件为例，首先通过晶体结构数据库下载材料的cif文件，或者在此基础上构建一些特殊模型，比如二维结构，异质结构，团簇颗粒等模型，并生成POSCAR文件，并根据元素顺序构建POTCAR文件，然后编写结构优化的INCAR和KPOINTS文件。准备好这四个文件后即可开始结构优化计算。
INCAR文件：ISTART=0 #随机产生初始波函数ICHARG=2 #从原子电荷密度产生体系初始电荷密度PREC=M #计算精度为MediumISPIN=2 #考虑自旋极化ALGO=N #DAV算法优化电子波函数NELM=100 #电子波函数最多计算100步EDIFF=1E-4 #电子波函数能量收敛标准1E-4 eV ENCUT=400 #平面波截断能400 eVIVDW=11 #考虑范德华力修正IBRION=2 #共轭梯度法优化晶体结构和原子坐标NSW=200 #晶体结构和原子坐标优化步数最大200步ISIF=3 #优化原子坐标和晶体结构EDIFFG=-0.1 #原子残余力小于0.1 eV/AISMEAR=0 #费米能级附近电子占据数为高斯分布SIGMA=0.1 #高斯分布展宽0.1 eV
KPOINTS文件：Automatic generation #注释行0 #自动产生K点网格G #布里渊区K点网格以Gamma点为中心2 6 6 #K点网格密度0 0 0 #K点网格中心平移矢量
自洽计算
完成结构优化计算后，保持KPOINTS，POTCAR文件不变，将CONTCAR文件复制成POSCAR文件，并对结构优化的INCAR文件作如下修改：IBRION=-1 #固定结构和原子位置保持不变NSW=0 #仅作一步自洽计算
非自洽计算
完成自洽计算后，保持POTCAR，POSCAR文件不变，将自洽计算的CHGCAR，WAVECAR保留下来，并对自洽计算的INCAR和KPOINTS文件作如下修改：
INCAR文件：ISTART=1 #读取波函数ICHARG=11 #读取电荷密度且保持不变KPOINTS文件：k-points along high symmetry lines #注释行10 #高对称性K点间插值点个数Line-mode #直线模式Reciprocal #倒空间模式0 0 0 #高对称性K点10.5 0.5 0 #高对称性K点2
0.5 0.5 0 #高对称性K点20.5 0.75 0.25 #高对称性K点3....
数据处理
完成能带结构计算后，下载OUTCAR文件，并用vaspview软件打开，可获得不同自旋方向的能带结构图和带隙信息。
来源：朱老师讲VASP
