《VASP实用教程》第二十八弹:态密度计算及分析
在固体物理学和凝聚态物理学中，体系的态密度（DOS）描述了系统在每个能级上要占据的状态数。
态密度可以分为总态密度、偏态密度和局域态密度。态密度有很大的作用，通过态密度可以用对电子能量的积分代替布里渊区内对k的积分。态密度通常用与电子结构的快速可视分析。态密度分析还可以帮助理解电子结构的变化（如外压引起的电子结构变化）。
局域态密度（LDOS）和偏态密度（PDOS）是对电子结构分析十分有用的半定量工具。局域态密度显示了系统中各原子的电子态对能态密度谱的每个部分的贡献。偏态密度根据电子态的角动量来进一步分辨这些贡献，确定态密度的主要峰是否具有s、p或d电子的特征。
局域态密度和偏态密度分析可以对体系电子杂化的本质和体系的XPS谱以及光谱中主要特征的来源提供定性解释。原则上讲，态密度可以作为能带结构的一个可视化结果。通常态密度和能带结构是放在一起来分析的，如下图所示，具体分析方法我们放在文后来讲。
计算方法
态密度的计算需要三个步骤：（1）结构优化，（2）静态自洽计算（3）非自洽计算，下面来具体讲解一下结算过程以及注意事项。
- 结构优化
- 静态自洽计算
- INCAR中的参数设置：根据体系的计算精度要求，设置PREC、EDIFF、ENCUT，设置ISTART= 0。根据体系属于导体、半导体或绝缘体，来确定ISMEAR的数值，并设置一个合适的SIGMA值（笔者一般取SIGMA = 0.01）。
- POSCAR文件：直接拷贝结构优化的CONTCAR文件为POSCAR文件进行计算（cp CONTCAR POSCAR）。
- KPOINTS文件：为了获得高精度的计算结果，可以适当增加k点网格。
- POTCAR文件：同上一步计算。
- 非自洽计算
- INCAR中的参数设置：ISTART= 1（读取现有的WAVECAR文件），ICHARG = 11（从CHGCAR中读入电荷分布），ISMEAR= -5（Bl"ochl修正的四面体方法，此种方法可以获得平滑的DOS图）。注意，如果计算模型很大，k点只取了一个Γ点或者k点数目小于3的时候，不可以使用ISMEAR= -5。LORBIT = 10（对于PAW势,可设置LORBIT = 10，此时可不用设置RWIGS参数）。
- KPOINTS文件：对于非自洽计算，可以增加k点网格，提高计算精度（官网原话：‘A high quality DOS requires usually very fine k-meshes.’）。
- POSCAR和POTCAR文件：同上一步自洽计算。