mkdirABmkdirAmkdirBINCARfileSYSTEM=XISTART=0ENCUT=350EDIFF=1E-5IBRION=-1POTIM=0.25NSW=0#Onlyelectronic-SCloopsareperformedEDIFFG=-1E-2ISMEAR=0SIGMA=0.05PREC=ACCURATEISIF=2NPAR=4#LWAVE=FALSE#LCHARG=FALSE#CHGCARiswrittenLREAL=Auto#IALGO=48ISYM=0NGX=x#增加NGY=y#增加NGZ=z#增加
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二图像处理
原理：VASP中电荷密度差的计算-用来分析成键前后电荷转移
在文献中，经常见到利用电荷密度差(chargedensitydifference)来分析成键的过程或是结构弛豫前后电荷的转移，当然，也有人用来分析基态和激发态的电荷分布差别等情况。不过，尽管似乎都叫“电荷密度差”，但具体的定义是不大一样的。这里主要是讨论在VASP中如何得到用来分析成键前后电荷转移的电荷密度差。此时电荷密度差定义为：delta_RHO=RHO_sc-RHO_atom
其中RHO_sc为自洽的面电荷密度【什么叫面电荷密度？！】，
而RHO_atom为相应的非自洽的面电荷密度，是由理想的原子周围电荷分布堆彻得到的，即为原子电荷密度的叠加(asuperpositionofatomicchargedensities)。不同晶面的RHO_sc可由自洽计算的CHG或CHGCAR得到；
而计算RHO_atom所需的CHG或CHGCAR可由下述非自洽计算得到:仍使用原来自洽计算时的四个输入文件，但INCAR中需要设置ICHARG=12和NELM=0，其他设置不变。
【设置ICHARG=12，产生原子的电荷密度，见手册介绍：
ICHARG=12:Non-selfconsistentcalculationsforasuperposition【重叠/叠加】ofatomicchargedensities.Thisisinthespiritofthenon-selfconsistentHarris-Foulkesfunctional.】需要特别注意的，应保持前后两次计算（自洽和非自洽）中的FFT-mesh一致。因为，只有维数一样，我们才能对两个RHO作相应的矩阵相减。不过，只要按上一段提到的设置方法做就行了，无须特别增加别的设置。
数据处理(后面详细叙述)：
(1)矩阵相减：使用MatLab或是自已写个小程序。作图：Origin或MatLab。
(2)VESTA绘图
计算步骤：
1)总的CHGCAR就是静态计算得到的
(不同晶面的RHO_sc可由自洽计算的CHG或CHGCAR得到)
SCF-INCAR
SYSTEM=scfforbandanddosPREC=AccurateEDIFF=1e-5ENCUT=600.0ISTART=0;IBRION=2ISMEAR=1;SIGMA=0.2#NGX=24#NGY=24#NGZ=48
2)分的电荷密度(CHGCAR)的计算
(仍使用原来自洽计算时的四个输入文件，但INCAR中需要设置ICHARG=12和NELM=0，其他设置不变。)
SYSTEM=scfforbandanddosPREC=AccurateEDIFF=1e-5ENCUT=600.0ISTART=0;IBRION=2ISMEAR=1;SIGMA=0.2ICHARG=12#asuperpositionofatomicchargedensitiesNELM=0#NGX=28【有时需指定NGX,NGY,NGZ值与前面自洽计算中一致】#NGY=28#NGZ=28
数据处理及差分电荷密度图画法：
先导入总的电荷密度文件，然后分别减去单独的电荷密度，Edit-EditData-volumetricData。
注意：
1）导入vesta的时候把CHGCAR改为CHGCAR.vasp
2）报错：Numberofdatagridsinthe3Ddatasetsdonotmatcheachother
NGX,NGY,NGZ,NGXF,NGYF,NGZF的值要固定
CHGCAR就是静态计算得到的，分别计算分的电荷密度时INCAR参数的设置，以及KPOINTS文件都要与静态计算一致。（但INCAR中需要设置ICHARG=12和NELM=0，其他设置不变。有时，需指定NGX,NGY,NGZ值与前面自洽计算中一致）
3）你说的那个e/V^3是e/埃^3还是e/波尔半径^3
电荷密度切面(Slice）的画法-电荷密度等高线的2维投影
如下图及下面的步骤描述
(1)之前，可按shift加选择箭头，选定三个原子;
(4)可扩胞，即在该平面(010)的x,z方向扩胞，得到包含更多原子的电荷密度图，便于截取
(5)可参考Z(min)和Z(max)数值，通过Saturationlevels调节左边Colorbar的显示范围,使得图像清晰，并使得刻度好平均分配，便于标记
(6)也可使得ELF以线的形式显示，点击Contours，勾选Drawcontourlines，调节间隔Interval，可得到一系列圆圈线，最红色的底圈线代表Max，其外围每一圈线，以Interval递减；可选Linear，或log格式的刻度标识
等电荷密度面(Isosurfaces）的画法-电荷密度等高线图
1）首先是3D显示，可以如下修改或者调整：Objects->Properties->Isosurfaces->Isosurfacelevel处的数值做适当调整，你将显示出漂亮的电荷密度等高线图。
对比分析-myown：
处理步骤：【需要商议的步骤】---另一种定义电荷密度差
用VESTA做VASP差分电荷（C-A-B）图方法：1、导入C的CHGCAR（拖拽到vesta）面板框中2、Edit——>Editdata——>VolumetricData————>Import(选择A的CHGCAR)——>Subtractfromcurrentdata——>OK
3、Edit——>Editdata——>VolumetricData————>Import(选择B的CHGCAR)——>Subtractfromcurrentdata——>OK注意：A,B,C三个文件的格点要一一对应。
文献分析：
(1)Cr合金化Mg_2Ni氢化物能量与电子结构的第一性原理研究
为了更直观更形象地理解Mg2NiH4和Mg(I)CrNiH4中原子间的成键情况，选取2个晶胞(002)面的差分电荷密度图(是指原子---组成体系(团簇)之后电荷的重新分布，可以很清楚地看出体系中原子的成键情况)如图4所示。
发现在Mg2NiH4晶胞中，H-Ni间的电荷密度高，而H-Mg及Ni-Mg间的电荷密度低，故H-Ni之间存在较强的相互作用，而H-Mg及Ni-Mg间的作用不明显；Cr合金化Mg2Ni氢化物(见图4b)后，发现H-Ni间的电荷密度降低，这说明H-Ni键的作用减弱,故有利于释氢，体系的解氢能力增强。
（２）放热型金属合金化对钒基贮氢材料性能影响的理论研究
在氢化物VH2中加入放热型金属Mg、Ca、Ti、Zr以后,V51M12H64(M=Mg、Ca、Ti、Zr)中最中心的V和H之间电荷密度重叠性增强,表明V-H之间的相互作用增加;同时M(M=Mg、Ca、Ti、Zr)和H之间的电荷密度重叠性较大,表明M-H(M=Mg、Ca、Ti、Zr)之间也有较强的相互作用。所以,放热型金属合金化后,由于放热型金属本身Mg、Ca、Ti、Zr可以吸氢,同时又使V-H之间的相互作用增强,氢化物可以结合更多的氢,从而增加了贮氢量。但氢化物不容易放出氢,即吸放氢性能减弱。这与实验结果及前面的结论一致。
（３）金属氢化物力学性能的第一性原理研究
如果电子被束缚在H原子的局域势场附近，则体系的稳定性变差(可由差分电荷密度图判断)。
当金属氢化物体系总的电子态密度在Fermi能级处出现奇异性的尖峰，或者电子被束缚在H原子的局域势场附近时，体系的稳定性差，有可能发生相变。
在低温下MH2(M=La,Nd,Gd,Tb,Y,Dy,Ho,Er,Lu,Sc)具有稳定的氟化钙结构，而MH2(M=Ti,Zr,Hf)的氟化钙结构不稳定。对于稳定的金属氢化物而言，抵抗体积形变、切应变和拉伸(或压缩)形变的能力由弱递增的顺序为LaH2，NdH2,GdH2,TbH2,YH2,DyH2,HoH2,ErH2,LuH2,ScH2。
（4）Hydride-BasedElectrideMaterial,LnH2(Ln=La,Ce,orY)
（5）差分电荷密度图--透明钠：Transparentdensesodium
（5）Pressure-stabilizedsuperconductiveyttriumhydrides
网络问答：
差分不同的定义：
(1)deformationchargedensity【MS中】这个的定义是用总的电荷，减去体系中原子电荷，就是他问的你这个电荷是非自洽电荷，isthenon-self-consistentchargedensity
(2)另外，这种的差分一般定义是：scf电荷减去非scf电荷
（2）差分电荷密度从Gaussian的解释
在量化图形中，电子密度差Δρ尤其重要！它应是传统的原子净电荷概念的扩大和空间化，它直接从MO而来，真实地、科学抽象地表现了电荷在分子空间分布的净变化，不再只将净电荷人为地局限、归结、划分在某个原子上。
我们如果仅看分子轨道图、电子密度图，象上面的HF分子的σ键电子密度图，它是据HF分子第3个MO即σ键作的电子密度图，它们那么浑圆、憨厚、质朴，很难看出什么。它是一片云，难察其意。
而一旦作出了电子密度差，成键原子前后变化、分子之间络合、氢健、吸附等，电子增减的净变化，被鲜明地、细微地突出了，可以发现许多新东西、意想不到的东西，从而引人入思。
如从上面的HF分子的σ键电子密度差图Δρ，并参照MO系数来看,这个σ键可以分析为三个内含：
第一、原子以基组形式参与成键，这基组或者可以看作是广义的杂化。
对于成键来说，基组一方面是为了弥合不同AO的波形的差距，融合成平滑、完整、统一的MO，另一方面是为了应对键间电子向键轴的聚集、收缩和原子之间的电子转移。
基组不仅是计算需要的一组数学表达式，当它们分配了系数、安排了电子，它就形成了一个新的广义杂化的空间AO，是具有能级值或说是电负性的，是有确定物理意义的，它是成键电子的载体、基础。
第二、电子在不同电负性原子之间转移。
有趣的是，通常说sp杂化，用增大的一瓣去成键以增大重叠能力。但在HF中，MO的基组中s、p却是反位相的杂化，即HF以缩小的一瓣去成键，而用增大的一瓣去装转移过来的过多电子，这转移电子妥善安排在离键区远的外面集结。
第三、电子向键中间中移。
从HF分子Δρ图看，在H和F之间也有明显的电子聚集。这是人所共知的成键的关键表征。
此外，这种电子往键中间聚集、形成对二核的屏蔽加强，会减小原子核之间的排斥力，有利于降低体系的总体能量。
然而，所有上面这一些图形功能，单从gs03cube并不能直接、方便地得到。
对于G03来说，它的cubegen是能作density和Orbitals等的空间格点的。
但是它的density（ρ）只是全分子的，分子的所有MO的电子密度加和，还自然包含分子中的1S、2S轨道，用图形展示出来是一个圆滚滚的样子，很难说明什么，也不利作密度差。
我们常常需要考察的是分子成键的单个特定的MO（或者孤对电子MO等）。
而G03的cubegen不能作某个MO的ρ，将某个MO的cube输入到cubman也不能作平方运算作成ρ，因为cubman缺少平方运算。
而且cubegen的空间数值格点输出文件，是没有坐标的。它的坐标隐含在输出文件的开始部分：空间网格每个边的格点数、空间格点的起始点、格点间隔。除了与其配套的软件外，其它软件很难用这个数据加工或作图。
Sobereva博士【大牛哈；从程序开发到化学物理概念理解，到具体应用】专门开发的gsgrid程序就是为解决上述问题制作的，它把格点文件的数据提取出来，附上每个数据点的坐标。可以选取指定的XY/YZ/XZ平面，得到这个平面上的数据点以便做等值线图（MO图、ρ图），或对数据进行各种运算加工（作平方、作差值等），然后再作等值线图（Δρ图）。
gsgrid程序附有详细的使用说明，一看就会。
而进入高超的sigmaplot中作等值线，更是功能强大、得心应手！
具体计算如下：
单个原子的AO的获得，要单算。
如除了算HF外，H和F还要另外单算，而且它们要与HF有同样指定的空间格点规格，且与HF中的H和F有相同的坐标位置，相同的基组。
如果是算整体的ρ来相差，这样得到的三个cube，进入gsgrid作三个xy截面G1、G2、G3，再用HF的G1减去H和F的G2、G3，即得电子密度差。进入sigmaplot作图、调整即得等值线图。
如果想作精细一些，需要在HF中指定一个MO来作，如上面的σ键的MO，它是第3个MO。F也要选定那个单电子的AO，H就是一个了。用指定的MO作三个cube，进入gsgrid作三个xy截面G1、G2、G3，再对这三个xy截面分别作平方使成为电子密度，HF的这个轨道有2个电子，还要乘以2。再用HF的减去H和F的，即得电子密度差。进入sigmaplot作图、调整即得等值线图。
实践表明，因为这时由原子到分子，真正发生电子净变化的主要是σ成键轨道。内层F1s等基本没有变化，相差之后抵消了，而F的孤对电子轨道，虽然因为通过σ键诱导过来部分电子，对有效核电荷的屏蔽加强，使核对孤对电子pi吸引能力减小、能级升高，表现为轨道膨胀、弥散，但由于我们的xy截面是对σ键的中心剖面，对这个截面，孤对电子pz与之是正交的、xy截面是其节点，没有截取到值，另一孤对电子py也因弥散影响甚微。所得到的电子净变化图形，与上面根据σ成键轨道MO作出它的没有原则性的差别。