DS-PAW hse杂化泛函计算

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第一性原理平面波密度泛函计算软件DS-PAW是Device Studio平台下的一款使用C++开发的国产第一性原理密度泛函计算软件，使用平面波作为基函数组，其赝势是使用投影缀加平面波方法构造的。

DS-PAW能够应用于不同场景，例如金属、半导体、绝缘体、表面、磁性、非磁性和锂电等；能够精确预测材料的电子分布；能够进行原子几何结构优化；能够广泛的应用于材料科学领域。‍‍‍‍‍‍‍‍

本期将给大家介绍DS-PAW hse杂化泛函计算的内容。

2.10.hse杂化泛函计算

本节将以Si体系为例，介绍DS-PAW程序通过自洽中直接计算能带的方法计算杂化泛函能带，观察使用杂化泛函计算后能带带隙的变化。

2.10.1.��Si杂化泛函计算输入文件

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输入文件包含参数文件ioband.in和结构文件structure.as，ioband.in如下：

ioband.in输入参数介绍：

在杂化泛函计算中可以尽量保留sys.和cal.的参数到ioband.in中，之后设置杂化泛函计算特有的参数即可：

• sys.hybrid:是否进行杂化泛函计算的开关，true表示引入杂化泛函计算；

• sys.hybridType:指定杂化泛函的类型，此例为HSE06；

structure.as文件同自洽计算。（见2.2节）

2.10.2.run程序运行

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准备好输入文件ioband.in和structure.as上传到服务器上运行，按照结构弛豫中介绍的方法执行DS-PAW ioband.in。

2.10.3.analysis计算结果分析¶

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根据上述的输入文件，计算完成之后将会得到DS-PAW.log、band.json这2个文件。处理band.json的方法同（见2.3节）能带计算的方法，DS处理得到的bandplot.png文件如下所示，能带图表明打开杂化泛函计算后价带与导带之间的带隙变大，约为1.2394eV，不进行杂化泛函计算得到的能带带隙约为0.6433eV。

2.10.4.修改杂化泛函Alpha系数

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2.10.1章节展示的杂化泛函方法为HSE06，其对应的杂化泛函系数为默认值0.25，DS-PAW2022A版本新增sys.hybridAlpha和sys.hybridOmega参数用于控制杂化泛函相关系数，以sys.hybridAlpha为例， 若对2.10.1的计算参数做如下修改进行分别完成两次计算：scf.in和band.in中增加参数sys.hybridAlpha=0.20，以及scf.in和band.in中增加参数sys.hybridAlpha=0.30，得到的能带对比图如下所示，分析该图可得通过加大sys.hybridAlpha系数可以使能带带隙进一步增大。从band.json文件中可读取当sys.hybridAlpha分别取值0.20、0.25、0.30时，对应带隙值分别为1.1146、1.2394、1.3665。

审核编辑 ：李倩