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QE 计算 bader 电荷

原创栀初 · 朋友圈 · 2026 年 8 月 14 日

在 Quantum ESPRESSO (QE) 中计算 Bader 电荷分析的标准流程主要分为四个阶段:PWscf 自洽计算 -> 导出 Cube 格式的电子密度 -> 使用 Henkelman Bader 程序处理 -> 提取结果与计算净电荷。


1.PWscf 自洽计算(pw.x)

  • 首先运行标准的自洽场计算(SCF)。由于 Bader 电荷对电子密度的网格平滑度与收敛性较为敏感,建议适当调高密度截断能。
  • ecutrho:建议设为 ecutwfc 的 8-10 倍(特别是使用超软伪势或 PAW 伪势时),以获得足够精细的 FFT 网格。

2.提取 Cube 格式电荷密度(pp.x)

  • 编写 pp.in 输入文件,调用 pp.x 模块生成 Gaussian Cube 格式文件

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  • 执行完毕后,当前目录下会生成 xxx.cube 文件。

3.运行 Henkelman Bader 分析程序

  • 使用 bader 脚本对生成的 .cube 文件运行分析:./bader xxx.cube
  • 运行成功后,终端会输出计算进度并生成三个主要结果文件:

ACF.dat:每个原子的坐标、Bader 域内的总电子数以及距离等(最核心文件)。
BCF.dat:Bader 临界点 (Critical Points) 信息。
NCF.dat:近邻原子和 Bader 空间域划分信息。


4.提取结果与计算净电荷

  • 打开 ACF.dat 文件,找到数据列表中各原子的 CHARGE 栏(第 5 列)
  • 计算净电荷公式:

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  • 在 output 文件中查看价电子数:

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