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Lobster键合分析


Lobster(Local Orbital Basis Suite Towards Electronic-Structure Reconstruction)是一个强有力的键合分析工具。下面介绍 Lobster 计算 COOP 和 COHP 的一般计算流程,你可以使用它们来分析 DFT 计算中的成键、反键贡献。
在自洽计算的基础上,cp scf/ lobster/ 并删除 lobster/ 中的波函数文件 WAVECAR。使用命令 grep NBANDS OUTCAR 查看自洽计算默认的 NBANDS。修改 lobster/INCAR 如下所示:
关键设置包括:
  • 设置 LWAVE = .T. 输出波函数(静态计算开始前请删除 WAVECAR 避免出错)。
  • 注意不要使用 US-PP 超软赝势,使用 PAW 赝势。在计算中尽量避免使用带有 _sv 后缀的 POTCAR。
  • 请使用 vasp_std,目前尚不支持 vasp_gam 版本。
  • 不支持处理对称,所以需要设置 ISYM = 0 或 ISYM = -1 来关闭对称性。
对于复杂体系(如低对称性结构或含缺陷材料),输出 IBZKPT 后,可以 cp IBZKPT KPOINTS,再重新提交作业。cp IBZKPT KPOINTS 往往能显著提升积分精度和 COHP 结果的可靠性,特别是对于局域态和异质界面。
如果系统本身具有强烈的自旋-轨道耦合(例如某些重元素或磁性材料),启用 LSORBIT = .T. 能够更真实地描述这些效应。
计算完成后,在当前目录创建一个新的文件夹 lobster_out,将 CONTCARKPOINTSPOSCARPOTCAROUTCARWAVECARvasprun.xml 复制到这个文件夹中。然后编辑一个名为 lobsterin 的文件,内容如下:
saveProjectionToFile 选项会把投影计算结果保存到 projectionData.lobster 中。由于投影计算耗时较长,所以一般在第一次计算的时候设置这个参数;后续计算可以使用 loadProjectionFromFile 参数读取 projectionData.lobster 加速计算。
不确定 cohpGenerator 的键长指定范围时,可以使用命令 python get_bond_total.py 输出 distance.sh,内含不同原子间距对应的所有原子对。也可以使用 OVITO 中的 Coordination analysis 功能查看径向分布函数确认。
命令行键入 lobster-4.1.0 即可输出COHPCAR.lobsterICOHPLIST.lobsterCOOPCAR.lobsterICOOPLIST.lobster 等文件。但集群里更推荐使用 qsub runlobster.pbs 的方式提交作业以避免内存溢出。
COHPCAR.lobster 第一列为能量,第二列为指定原子平均的 pCOHP,第三列是 pCOHP 的积分。 ICOHPLIST.lobster 则反映了原子间距和 ICOHP 的关系。
推荐使用 wxdragon 进行可视化分析:
python 绘图参考网址。对于非晶体系,wxDragon 可以在 Lobster 输出文件 BWDF.dat 的基础上做键加权分布函数(BWDF)分析。
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