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第一性原理平面波密度泛函計算軟件DS-PAW是Device Studio平臺下的一款使用C++開發的國產第一性原理密度泛函計算軟件，使用平面波作為基函數組，其贗勢是使用投影綴加平面波方法構造的。

DS-PAW能夠應用于不同場景，例如金屬、半導體、絕緣體、表面、磁性、非磁性和鋰電等；能夠精確預測材料的電子分布；能夠進行原子幾何結構優化；能夠廣泛的應用于材料科學領域。????????

本期將給大家介紹DS-PAW pcharge部分電荷密度計算的內容。

2.9.pcharge部分電荷密度計算

本節將以石墨烯為例分析指定k點下特定能帶的電荷密度，自洽完成之后準備部分電荷密度的計算，并對部分電荷密度作圖進行分析。

2.9.1.graphene石墨烯部分電荷密度計算輸入文件

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輸入文件包含參數文件pcharge.in和結構文件structure.as，上次自洽計算得到的二進制電荷密度文件rho.bin和二進制波函數文件wave.bin,pcharge.in如下：

pcharge.in輸入參數介紹：

在部分電荷密度計算中可以盡量保留sys.和cal.的參數到pcharge.in中，之后設置部分電荷密度計算特有的參數即可：

• task: 本次計算為部分電荷密度計算，設置task為pcharge；

• cal.iniCharge: 表示讀取電荷密度二進制文件，支持絕對路徑及相對路徑，這里./表示當前路徑下的rho.bin文件；

• cal.iniWave: 表示讀取波函數二進制文件，支持絕對路徑及相對路徑，這里./表示當前路徑下的wave.bin文件；

• pcharge.bandIndex: 指定需進行電荷密度分析的能帶的序號，這里[4,5]表示分析能帶4和能帶5的電荷密度；

• pcharge.kpointsIndex: 指定計算某條能帶的電荷密度時所用K點數，這里[12]表示分析兩條能帶的電荷密度時k點都取12；

• pcharge.sumK: 表示計算部分電荷密度之后保存數據是否將所有K點，不同能帶的數據相加。這里false表示不相加；

structure.as文件參考如下：

2.9.2.run程序運行

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準備好輸入文件pcharge.in、structure.as以及自洽計算得到的rho.bin、wave.bin文件上傳到服務器上運行，按照結構弛豫中介紹的方法執行DS-PAW pcharge.in。

2.9.3.analysis計算結果分析

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根據上述的輸入文件，計算完成之后將會得到DS-PAW.log、pcharge.json這2個文件。

pcharge.json：部分電荷密度計算完成之后的json數據文件，此時兩條能帶的電荷密度數據被保存在pcharge.json中，具體的數據結構詳見數據結構解析部分；

使用Device Studio可直接對pcharge.json文件處理出圖，其操作步驟為：Simulator-->DS-PAW-->Analysis Plot，選擇pcharge.json即可，可根據作圖要求自定義設置面板參數。DS處理得到的k點為12時能帶4的電荷密度圖如下所示：



另可使用python進行數據處理，具體操作見輔助工具使用教程部分。

審核編輯 ：李倩