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  • 1 (2016-09-06 (火) 14:13:34)
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Bader charge analysis †

Henkelman Groupが配布しているプログラムを利用してBader電荷の計算を行う。

グラフェン †

以下ではノルム保存擬ポテンシャルC_pbe6TMを用いる。

SCF計算 †

0 0 0 0 0 0
8.0000  20.0000   1   2   2   : GMAX, GMAXP, NTYP, NATM, NATM2
191  0  : number of space group, type of bravis lattice
4.655538364 4.655538364 20.000  90.0   90.0  120.0  : a,b,c,alpha,beta,gamma
24    24       1       1      1     1     : knx,kny,knz, k-point shift
0   0   : NCORD, NINV,   : IWEI, IMDTYP, ITYP
0.6666666666      0.3333333333      0.0000000000  1   1  1
0.3333333333      0.6666666666      0.0000000000  1   1  1
6  0.1500  12.0107 1 1 0.d0  : TYPE 1IATOMN,ALFA,AMION,ILOC,IVAN
0 0 0 0 0 : ICOND 0-MD, 1-CONT.MD, 2-WAVE FN,, 3-WAVE FN CONT.,  iconstpw
    0   1   : IPRE, IPRI
    200   200     0    3600.00  0 : NMD1, NMD2, iter_last, CPUMAX,ifstop
    3   1  : Simple=1,Broyd2=3,Blugel=6,    1:charge, 2:potential mix.
    0   20  0.8 : starting mixing, kbxmix,alpha
   0.60  0.50  0.60  0.70  1.00    : DTIM1, DTIM2, DTIM3, DTIM4, dtim_last
  30.00     2     1    0.10D-08  1.d-06  : DTIO ,IMDALG, IEXPL, EDELTA
  -0.0010  0.10D+02    0           : WIDTH,FORCCR,ISTRESS
ggapbe          1                 : XCTYPE, nspin
   1.00     3                     : destm, n_stm
 101  : NBZTYP 0-SF, 1-BK, 2-SC, 3-BCC, 4-FCC, 5-DIA, 6-HEX
    0   0   0   : NKX, NKY, NKZ
    0   0   0   : NKX2,NKY2,NKZ2
    8           : NEG
        1       : NEXTST(MB)
        0       : 0; random numbers, 1; matrix diagon
        2      0      0      0(MB) : imsd, i_2lm, i_sd2another, wksz for phase
        0       : evaluation of eko difference.0 = no ,1 = yes
        0                       : npdosao
        0    0.0     : SM_N, DOPPING

実空間の電荷密度 †

icond=9として再計算して実空間の電荷密度nfchgt_r.dataを作成する。

Gaussian cube fileの作成 †

/home/hamada/STATE/tools/ChargeUtil/chg2cubeを用いて電荷密度をGaussian cube形式に変換する。

$ chg2cube
Enter the name of the STATE input file> your_input_file_name
Enter the name of the charge density file> nfchgt_r.data
Enter the prefix for output file(s)> charge
reading nfchgt_r.data...done.
# of data in nfchgt_r.data : 1
data #1  : ispin : 1  : ilevel: 1
Creating charge.cube...done.
Program successfully ended

Bader電荷の計算 †

$ bader charge.cube

  GRID BASED BADER ANALYSIS  (Version 0.95a 02/26/16)

  OPEN ... charge.cube
  GAUSSIAN-STYLE INPUT FILE
  FFT-grid:    30 x  30 x 128
  CLOSE ... charge.cube
  RUN TIME:    0.03 SECONDS

  CALCULATING BADER CHARGE DISTRIBUTION
                 0  10  25  50  75  100
  PERCENT DONE:  **********************

  REFINING AUTOMATICALLY
  ITERATION: 1
  EDGE POINTS:         23177
  REASSIGNED POINTS:     969
  ITERATION: 2
  CHECKED POINTS:       9850
  REASSIGNED POINTS:       0

  RUN TIME:       0.15 SECONDS

  CALCULATING MINIMUM DISTANCES TO ATOMS
                 0  10  25  50  75  100
  PERCENT DONE:  **********************
  RUN TIME:    0.01 SECONDS

  WRITING BADER ATOMIC CHARGES TO ACF.dat
  WRITING BADER VOLUME CHARGES TO BCF.dat

  NUMBER OF BADER MAXIMA FOUND:              6
      SIGNIFICANT MAXIMA FOUND:              6
                 VACUUM CHARGE:         0.0205
           NUMBER OF ELECTRONS:        8.00003

$ cat ACF.dat
   #         X           Y           Z        CHARGE     MIN DIST    ATOMIC VOL
--------------------------------------------------------------------------------
   1   2.3277690   1.3439380   0.0000000   3.9020033   1.0751426  65.2790699
   2   0.0000000   2.6878760   0.0000000   4.0774900   1.2120244  69.3785643
--------------------------------------------------------------------------------
   VACUUM CHARGE:               0.0205
   VACUUM VOLUME:             240.7492
   NUMBER OF ELECTRONS:         8.0000

CHARGEに各原子の電荷が表示される。単位胞内の２つの炭素原子は等価なのに電荷に偏りが生じているのは、電荷密度のグリッドが粗いためと考えられる。

カットオフ依存性 †

エネルギーカットオフを増加させて（電荷密度のグリッドを細かくして）電荷分布の収束性を調べる。