震惊！化学键强度还可以这么定量分析（一）

为了让本频道的80个粉丝没白关注，B站新人up又来更新了。基于密度泛函的第一性原理计算往往可以从量子力学角度给出一锤定音的分析。例如本篇的主题，化学键强度。其实化学键强度没有一个公认的标量来衡量，几乎都是基于一些假设通过电子结构间接分析，例如电荷转移（Bader charge，Muliken charge），差分电荷密度，Muliken population，态密度（DOS），或者更深入一些的COHP（COOP）或ICOHP（ICOOP），以及晶格动力学给出的声子色散关系或声子态密度。这些量有些可以给出具体数值，例如各种charge，population或ICOHP，也有的只能看图说话，例如差分电荷密度，DOS，COHP以及声子色散关系或声子态密度。所以本篇将会介绍另外一个定量分析的量，就是原子间力常数（force constant）。学会了，轻则给你的论文多一个论据（多一个图），重则能够一锤定音（希望如此）。

原理是这样的，我们在用vasp结合phonopy计算声子谱的时候时候有一个中间步骤，那就是生成体系二阶力常数，对应FORCE_CONSTANTS文件， 大多时候我们直接用phonopy继续读取这个文件就可以画出声子色散关系了。但是，FORCE_CONSTANTS文件中其实包含了体系中每个原子间的二阶力常数矩阵。是这么个格式：

原子1 原子2

xx xy xz

yz yy yz

zx zy zz

…………

这个时候我们可以找出感兴趣的原子对，然后分析这个力常数矩阵，原理也很简单，只要求这个矩阵的迹的绝对值就可以了。这里需要注意，提取之前还是要参考声子谱的计算方法进行高精度的几何优化。对于大量原子的体系，也可以写脚本提取。最后把原子之间的距离和迹的绝对值作图，就可以画出这样的图进行分析啦。下面是实例图，由于文章还没发表，就先打码啦。后面还可能写一些别的分析化学键强度角度的文章。有用的话点个赞吧，3Q