AIMD结合vaspkit计算振动态密度

基于分子动力学模拟，可以通过对速度自关联函数（velocity autocorrelation function，VACF）进行傅里叶变换得到材料的振动态密度（vibrational density of states， VDOS）。VACF是根据动力学模拟出来的轨迹文件和速度文件，求算系统在某一时刻的速度与另一时刻速度的关联程度的函数，直接看VACF并不能很直观的得到一些信息，而VDOS直接对应实验红外光谱，可以直观的对高温或高压下的振动变化情况等进行分析。本文将基于从头算分子动力学（AIMD）模拟，来介绍如何使用vaspkit获得振动态密度数据并绘图。

操作步骤

(1) 首先对结构扩胞，跑一个平衡态的AIMD，忘了的小伙伴可参考干货《从头算分子动力学模拟分析结构热稳定性》

(2) 运行vaspkit，这里以1.12版本为例；

===================== Structural Options ========================

1)  VASP Input Files Generator    2)  Elastic-Properties        

3)  K-Path Generator              4)  Structure Editor          

5)  Catalysis-ElectroChem Kit     6)  Symmetry Search            

===================== Electronic Options ========================

11) Density-of-States             21) DFT Band-Structure        

23) 3D Band-Structure             25) Hybrid-DFT Band-Structure  

26) Fermi-Surface                 28) Band-Structure Unfolding  

=========== Charge & Potential & Wavefunction Options ===========

31) Charge & Spin Density         42) Potential-Related          

51) Wave-Function Analysis  

====================== Misc Utilities ===========================

71) Optical-Properties            72) Molecular-Dynamics Kit

73) VASP2other Interface          74) USER interface

91) Semiconductor Calculator      92) 2D-Materials Kit                                                                    

0)  Quit

(3) 输入72打开 Molecular-Dynamics Kit子功能；

================= Molecular-Dynamics Operations =================

721) Mean Squared Displacement                                  

722) Mean Squared Displacement for Selected Atoms                

723) Pair Correlation Function from PCDAT file                

724) Pair Correlation Function between Two Elements              

725) Velocity Autocorrelation Function                          

726) Velocity Autocorrelation Function for Selected Atoms        

727) Vibrational DOS from Velocity Autocorrelation Function      

728) Vibrational DOS for Selected Atoms                          

0)   Quit                                                        

9)   Back                                                        

------------>>

(4) 输入725，开始计算速度自关联函数，获得VACF.dat文件；

(5) 再重新运行vaspkit，输入727，从VACF.dat文件中获取数据，进行傅里叶变换处理，随后选择要保存数据的单位，此处选择3) THz，获得VDOS.dat文件；

===================== Energy Unit ===============================

Which Energy Unit Do You Want to Adopt?                          

1) eV                                                            

2) nm                                                            

3) THz

4) cm^-1

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3

 -->> (01) Reading Input Parameters From INCAR File...

 -->> (02) Reading Structural Parameters from POSCAR File...

 -->> (03) Reading Atomic Relaxations From XDATCAR File...

 -->> (04) Written VDOS.dat File!

(6) 将VDOS.dat文件导入Origin进行绘图即可。

结果如图所示：

注意：版本不同可能导致输入命令不同，读者在使用时需要注意。vaspkit也可选择想要分析的元素或原子进行数据导出，感兴趣的小伙伴可自行尝试。

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