EFERMI

MIDGAP

关键字

否

将半导体/绝缘体的费米能级（Ef）设置在带隙中央。

所有计算（官方推荐）。尤其适用于半导体和绝缘体，能得到物理上更合理、更一致的结果。

对金属体系，其计算结果与 LEGACY相同。从 VASP.6.4 版本开始引入。

LEGACY

关键字

是

使用 VASP 传统的算法确定费米能级。对于半导体，Ef 通常位于带隙底部附近。

保持与旧版本 VASP 的兼容性。

对于半导体，其值依赖于展宽 (SIGMA) 和态密度参数，缺乏物理唯一性。不建议在新计算中使用。

[real]

数值 (eV)

无

固定费米能级为一个指定的数值。

1. 能带结构计算：将 Ef 固定为自洽计算得到的准确值。2. 模拟掺杂：通过固定 Ef 来模拟电子掺杂或耗尽效应。

必须与 ICHARG = 11 (固定电荷密度) 同时使用。

核心功能

EFERMI控制 VASP 如何计算或设定费米能级的位置。

半导体中的Ef

在半导体和绝缘体中，费米能级在带隙内的位置在热力学上不是唯一的。EFERMI = MIDGAP提供了一个标准化且物理上合理的选择。

金属中的Ef

在金属中，费米能级有明确的定义（电子填充的最高能级）。MIDGAP和 LEGACY的结果相同，但其精度需要密集的 k 点网格和适当的展宽 (SIGMA) 来收敛。

收敛性

金属的费米能级对 k 点网格密度非常敏感。要获得精确的 Ef，需要在收敛的电荷密度基础上 (ICHARG=11)，用更密的 k 点网格进行非自洽计算。

能带结构绘制警告

非常重要：能带路径（如高对称线）上的 k 点不足以准确计算费米能级，尤其是对金属。正确做法是：1. 从自洽计算（均匀 k 网格）中获取 Ef。2. 在非自洽的能带计算中，使用 EFERMI = [自洽的Ef值] 和 ICHARG = 11 来固定费米能级。

任何新的自洽计算

EFERMI = MIDGAP。这是官方推荐的做法，尤其能改善半导体体系的结果。

保持与旧版本结果一致

EFERMI = LEGACY(不推荐用于新计算)。

能带结构计算

在自洽计算中设置 EFERMI = MIDGAP。在非自洽能带计算中，设置 EFERMI = [从自洽计算OUTCAR中获取的Ef值] 和 ICHARG = 11。

需要精确的金属Ef

在收敛的电荷密度基础上 (ICHARG=11)，使用非常密集的 k 点网格进行计算，并设置 EFERMI = MIDGAP。

模拟固定电位的掺杂

设置 EFERMI = [目标能量值] 和 ICHARG = 11。