本来是想写GW计算流程，并且这部分其实在年前就已经跑过了，但是也仅限跑过，结果一直不尽人意，然后就是各种各样的事情耽误，总之决定先不搞GW了，毕竟这玩意计算成本摆在这，也不算是入门学习的东西。
那我们就先搞一遍电子结构分析和光学分析
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1.准备工作
我们在第2章的时候讨论过能带的计算，我们是先进行结构优化，然后计算SCF，然后计算能带
DFT学习记录[2]：VASP能带计算全流程https://zhuanlan.zhihu.com/p/2003150720363435306
电子结构分析其实和这个差不多，只不过我们这次多加一个对态密度的讨论
光学分析则是将最后一步的能带计算修改为介电函数的计算，再通过介电函数推导吸收谱、折射率、反射率等光学性质
我们还是以mp-661AlN为例，但是我们这次省略掉结构优化这一步，我们关注比较重要的SCF之后的步骤首先是它的POSCAR
python
Al2 N2
1.0
3.1285879612 0.0000000000 0.0000000000
-1.5642940998 2.7094368588 0.0000000000
0.0000000000 0.0000000000 5.0169548988
Al N
2 2
Direct
0.666667000 0.333333000 0.499287000
0.333333000 0.666667000 0.999287000
0.666667000 0.333333000 0.880713000
0.333333000 0.666667000 0.380713000然后要生成KPOINTS和POTCAR，使用vaspkit，1，102，有以下几个选项，我们在之前没有解释清楚，我们这里补充一下
python
1) Monkhorst-Pack Scheme
2) Gamma Scheme
3) Irreducible K-Points with Gamma Scheme
##
1.首先 Monkhorst-Pack Scheme是最常用的，适用对称性较低的体系，基本可以进行所有体系的高精度计算
优点：普适性强，精度稳定；缺点：k 点数量相对较多，计算成本稍高
2.接下来Gamma Scheme适用于高对称性体系
优点：计算效率略高于 MP（对称性利用更充分），Gamma 点天然包含；缺点：低对称体系下采样均匀性不如 MP
3.最后Irreducible K-Points with Gamma Scheme（对称约化 + Gamma 中心）是先按 Gamma Scheme 生成网格，再利用晶体对称性约化掉等价的 k 点，只保留布里渊区的不可约 k 点，适用于高对称性体系与大规模计算
优点：k 点数量最少，计算速度最快，精度与完整 Gamma 网格一致；缺点：不适合对称性极低的体系（约化后可能丢失关键采样点
##当你不知道用什么的时候直接无脑1就行了，精度0.04就够，完成之后编写INCAR
python
# ========== 任务基本信息 ==========
SYSTEM = AlN-SCF # 计算任务命名，方便识别
ISTART = 0 # 0=从头开始计算（首次SCF必选）；1=读取WAVECAR继续
ICHARG = 2 # 2=根据原子位置生成初始电荷密度（SCF初始态）；11=非自洽
# ========== 精度与收敛 ==========
ENCUT = 500 # 平面波截断能（eV），Al/N的PAW赝势建议≥450，500兼顾精度/速度
ISMEAR = 0 # 0=Gaussian展宽（半导体/绝缘体常用）；-5=四面体积分（非自洽用）
SIGMA = 0.05 # 展宽宽度（eV），半导体选0.05足够，越小越精准但耗时
EDIFF = 1E-8 # 电子步收敛判据（eV/atom），1e-8保证SCF高度收敛
EDIFFG = -1E-2 # 离子步收敛判据（仅NSW>0时生效），负号表示以力为判据（eV/Å）
NSW = 0 # 离子弛豫步数，0=不弛豫（SCF仅算电子）
IBRION = -1 # 离子弛豫算法，-1=不弛豫
# ========== 电子结构相关 ==========
ISPIN = 1 # 1=非自旋极化（AlN无磁性，无需自旋）；2=自旋极化
LORBIT = 11 # 11=输出PROCAR（后续VASPKIT分析DOS/能带需要）
LREAL = .FALSE. # .FALSE.=全精度投影（高精度计算必选）；.TRUE.=实空间近似（提速但降精度）
PREC = Accurate # 精度等级：Accurate（精准）> Normal（常规）> Low（快速）使用脚本启动vasp运算，运行之后拿到CHGCAR和WAVECAR即可
2.电子结构分析
我们新建一个文件夹，把POSCAR和POTCAR和上一步生成的CHGCAR与WAVECAR放进来，然后我们需要vaspkit帮我们生成一套新的KPOINTS用来进行计算电子结构，进入vaspkit使用3
python
301) 1D Structure
302) 2D Structure
303) Bulk Structure
304) K-Path for Wannier90 Code
305) K-Path for Phonopy Code
306) K-Path for CP2K Code
309) Visualize K-Path in First Brillouin Zone
##
常用的就是301 302 303，分别对应三个不同维度的材料，根据你的材料进行选择即可，我们的材料是三维，所以303
## 生成完成之后会给我们一张图和KPATH.in，把KPATH.in改成KPOINTS即可
最后写一下INCAR
python
# ========== 任务基本信息 ==========
SYSTEM = AlN-BAND-DOS # 任务命名：能带+态密度计算
ISTART = 1 # 1=读取上一步SCF的WAVECAR/CHGCAR继续
ICHARG = 11 # 11=固定电荷密度（非自洽计算，仅更新波函数）
# ========== 精度与收敛 ==========
ENCUT = 500 # 与SCF保持一致（截断能必须统一，否则电荷密度不匹配）
ISMEAR = 0 # Gaussian展宽（半导体/绝缘体通用，无k点限制）
SIGMA = 0.05 # 展宽宽度，0.05兼顾精度和速度（AlN建议0.02~0.05）
EDIFF = 1E-8 # 保持与SCF一致的高收敛精度
# ========== 电子结构相关 ==========
NSW = 0 # 不弛豫（非自洽仅算电子）
IBRION = -1 # 不弛豫
ISPIN = 1 # 非自旋极化（AlN无磁性）
LORBIT = 11 # 输出PROCAR，用于VASPKIT分析PDOS
NBANDS = 64 # 电子能带数，Al₂N₂共14个价电子，64足够覆盖导带（建议价带×3~5）
PREC = Accurate # 高精度保证能带/DOS准确性
# ========== DOS 专属参数 ==========
NEDOS = 2000 # DOS分点数，2000=分辨率高（曲线平滑）
EMIN = -20 # DOS能量范围下限（eV），覆盖Al/N的芯态+价态
EMAX = 20 # DOS能量范围上限（eV），覆盖导带然后运行脚本启动vasp运算，运算完成之后我们继续使用vaspkit，输入11进入态密度菜单，选择111，然后择 1) Energy in x-axis Versus TDOS in y-axis即可，生成TDOS.dat（总态密度核心数据文件），然后我们再次回到vaspkit，使用21,211,选择2 BAND + TDOS，他就会生成我们需要的图片和数据了，如
3.光学分析
光学分析反而简单一点，我们新建文件夹，把POSCAR POTCAR KPOINTS WAVECAR CHGCAR都放进来，然后写INCAR
python
# ========== 任务基本信息 ==========
SYSTEM = AlN-OPTIC # 任务命名：光学性质计算
ISTART = 1 # 读取SCF的CHGCAR/WAVECAR
ICHARG = 11 # 固定电荷密度（非自洽）
# ========== 精度与收敛 ==========
ENCUT = 500 # 与SCF一致
ISMEAR = 0 # Gaussian展宽（光学计算常用，平衡精度/速度）
SIGMA = 0.05 # 展宽宽度，0.05可抑制光学谱的噪声
EDIFF = 1E-8 # 高收敛精度保证介电函数准确
# ========== 电子结构相关 ==========
NSW = 0 # 不弛豫
IBRION = -1 # 不弛豫
ISPIN = 1 # 非自旋极化
PREC = Accurate # 光学性质对精度敏感，必须选Accurate
# ========== 光学性质专属参数 ==========
LOPTICS = .TRUE. # 开启光学性质计算（核心开关！）
LRPA = .TRUE. # .TRUE.=忽略电子-空穴相互作用（RPA近似，半导体光学计算常规设置）
NBANDS = 64 # 与能带计算一致，需覆盖足够多的导带（光学跃迁需要）
NEDOS = 2000 # 能量分点数，保证光学谱分辨率
EMIN = -20 # 能量范围下限
EMAX = 40 # 能量范围上限（光学跃迁需覆盖更高导带，比DOS多20eV）
# ========== 其他 ==========
# LPEAD = .TRUE. # 可选：包含电偶极矩的动量矩阵元（默认开启，无需修改）
# EPSILON = 1E-8 # 介电函数计算的收敛判据（默认足够）然后启动计算脚本运行vasp，等待计算完毕即可
进入vaspkit，输入71进入光学部分
根据图示，我们选择711即可，随后为
python
Which Energy Unit do You Want to Adopt?
1) eV
2) nm
3) THz
4) cm^-1根据需求选择即可，我们选择1
最后我们就可以选择想要研究的内容了，分别为吸收系数，折射率，反射率，能量损失谱
python
Which optical quantity do you want to plot?
1) Absorption
2) Refractive
3) Reflectivity
4) Energy Loss Spectrum
5) Reflectivity 如果我们选择1，则会生成
我们就拿到我们需要的数据结果啦
最后，使用pymatgen貌似也可以进行光学分析与电子结构分析，但是目前这里学的还不够深，我们后面再专门开一期来学习pymatgen吧