Partial Charge Density计算方法，超全实操解析

Partial Charge Density又叫Band decomposed charge density，其与Total Charge不同之处在于：Partial Charge Density指的是某个能量范围、某个K点或者某个特定的态所对应的电荷密度，有利于从更深层次处理解体系的电子结构性质。

在文献中最常见的是对价带顶部、导带底部、表面态或者局域态Partial Charge的分析。通过分析这些态所对应的Partial Charge，可以得到体系的一些性质，特别是用在 STM的计算中，以及分析特定能量范围内或能量点的化学键特征(或atomic characteristic)。

了解到Partial Charge Density的意义与作用之后，我们就来详细讲解Partial Charge Density的计算方法吧。

Partial Charge Density的计算分为以下几步：结构优化、静态计算、Partial Charge Density计算。

接下来我们利用MatCloud+来讲解计算步骤和参数设置，选用MatCloud+的原因， 在于它仅通过浏览器就可使用，无需下载任何软件。

MatCloud+集高通量多尺度模拟计算、材料数据库、人工智能、实验四位一体先进的云计算模式，零安装、图形化界面、零基础上手，首创拖拽式编程模拟，不同材料领域定制化模板将计算模拟和机器学习全流程自动化，减少90%的人工干预，研发效率提高可达 30%以上。

在MatCloud+中我们只需要一个工作流即可完成Partial Charge Density的计算：

MatCloud+中的每个功能组件已经将计算中必须的参数展示给大家，只需要通过输入或者选择的方式就能完成VASP计算时INCAR的设置。

在计算partial charge density时我们需要获取静态计算中的CHGCAR 和WAVECAR，因此需要在静态计算组件中按照下图所示进行设置：

在文献中最常见的是对价带顶部、导带底部、表面态或者局域态Partial Charge的分析。因此在计算时能带计算组件有如下三种不同的参数设置。在通用参数设置的基础上MatCloud+支持用户进行自定义参数设置，我们需要在组件中的“Customized”添加即可。

1、指定能带(1, 2)，指定K点(1, 2)对应的电荷密度

2、指定能量区间（[E1, E2]）的电荷密度

3、费米能级附近（[Ef-1.0, Ef]）的电荷密度

在对每个组件的参数设置完毕后，便可以点击页面上的“提交“按钮进行工作流的提交。

MatCloud+在计算完成后，直接将结果展示出来，不需要再通过其他软件来查看和计算。

公司介绍

北京迈高材云科技有限公司是中国新材料研发数字化领军企业，专注于材料科学领域数字化的开拓与创新，公司在中科院大力推动下组建，核心产品“MatCloud+材料云”经过团队十余年的打造，形成了集材料数据库、高通量计算筛选、多尺度模拟计算、人工智能技术、智能实验的“计算、 数据、AI、实验”四位一体的材料领域数字化解决方案，为我们的政府、企业、院校客户在研发效能和数字化转型上全面提升价值。

1.MatCloud+平台具有图形化可视化的操作界面，支持调用多种量子力学（第一性原理）、经典分子力学动力学方法模拟软件如VASP、Gaussian、LAMMPS、QE等实现高通量、高并发计算。平台重新定义并统一了所集成模拟软件的操作方式，通过将模拟软件功能（如结构优化、热力学性质、力学性质、电学性质）组件化呈现，拖拽组件搭建模拟预测流程（工作流），实现了模拟计算全流程自动化。

2.MatCloud+可以分享和复制已有的工作流，实现工作流的快速复用。也能修改平台自带组件的默认参数值，并将新参数值保存为默认参数，形成定制化组件。同时也具备可视化作业管理、监控、查看、统计等功能，对工作流计算生成的模拟物性数据以及实验数据进行数据管理、检索、分析、挖掘。

3.MatCloud+平台具有丰富的机器学习算法组件，拖拽组件搭建AI预测流程，实现机器学习全流程（数据上传、数据预处理、特征工程、模型训练、模型评估）自动化，构建材料“结构-成分-工艺-性能”的关系模型。

4.MatCloud+以云计算方式使用户无需安装软件，使用浏览器，通过账号登录，即可调用多个国家超算资源，进行材料结构模型搭建、模拟材料关键性能指标。

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