電荷密度差分（Charge density difference）是研究電子結(jié)構(gòu)的重要手段之一?？梢灾庇^的得到各個(gè)片段相互作用后的電子流向，或者原子形成分子過程中電子密度的變化、探究化學(xué)鍵的本質(zhì)。往期文章中，我們講解了

如何通過VASP來計(jì)算電荷密度差分，計(jì)算方法比較簡(jiǎn)單。然而，使用CASTEP可以更簡(jiǎn)單快速地計(jì)算出電荷密度差分。

以AlFe合金為例，其具體操作如下：

01優(yōu)化結(jié)構(gòu)

導(dǎo)入要計(jì)算的結(jié)構(gòu)文件，選擇CASTEP模塊，點(diǎn)擊Calculation，打開以下對(duì)話框，選擇Geometry Optimization。

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02得到優(yōu)化后的結(jié)構(gòu)

在包含計(jì)算輸出文件的目錄下，選擇CASTEP模塊，點(diǎn)擊Analysis，打開以下對(duì)話框。選擇Structure，在Results file處導(dǎo)入后綴為castep的計(jì)算輸出文件，點(diǎn)擊Update。

03設(shè)置差分片段

首先，點(diǎn)擊Edit，選擇Atom Selection，打開如下對(duì)話框，點(diǎn)擊要選擇的片段，這個(gè)根據(jù)需要，自行設(shè)置。設(shè)置好后，點(diǎn)擊Select后，被選擇的片段則被標(biāo)亮。

其次，點(diǎn)擊Edit，選擇Edit Sets，打開如下對(duì)話框:

點(diǎn)擊New，命名DensityDifference，點(diǎn)擊OK即可。此時(shí)，在結(jié)構(gòu)上可以看到被選中的片段被標(biāo)記出來。

04計(jì)算電荷密度差分

將上一步得到的結(jié)構(gòu)進(jìn)行電荷密度差分的計(jì)算，選擇CASTEP模塊，點(diǎn)擊Calculation，打開以下對(duì)話框，選擇Energy，在Properties處選擇Electron density difference。設(shè)置完成后，進(jìn)行計(jì)算。? ??

計(jì)算結(jié)束后，在包含計(jì)算輸出文件的目錄下，選擇CASTEP模塊，點(diǎn)擊Analysis，打開以下對(duì)話框。選擇Electron density difference，在Results file處導(dǎo)入后綴為castep的計(jì)算輸出文件，點(diǎn)擊Import。

05電荷密度差分圖的繪制

上一步操作后，在得到帶有差分電荷密度的結(jié)構(gòu)的同時(shí)，通過利用工具欄中的各項(xiàng)功能及應(yīng)用，可以得到想要效果的展示圖片。

下面將對(duì)常用工具能進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹：

1）利用圖1中“Create Slices”功能，可以選擇沿著想展示的面進(jìn)行切面；

2）利用圖2中“Volumetric Selection”功能，可以選擇想展示的切面；

3）利用圖3中“Color Maps”功能，可以自行修改電荷密度等值面的大小，以及修改顏色的展示；

以上經(jīng)過對(duì)各項(xiàng)工具的功能應(yīng)用，就可以快速得到如下圖所示的電荷密度差分圖了。