差分电荷密度（Differential Charge Density, DCD）是化学和材料科学中一种重要的电荷分析方法，用于揭示电子在空间中的重新分布情况。它通过比较两个体系的电荷密度之差，提供电子在不同状态或结构间的分布信息。深圳华算科技有限公司将详细介绍差分电荷密度计算步骤和数据处理方法。

结构优化

以VASP软件为例，首先通过晶体结构数据库下载材料的cif文件，或者在此基础上构建一些特殊模型，比如二维结构，异质结构，团簇颗粒等模型，并生成POSCAR文件，并根据元素顺序构建POTCAR文件，然后编写结构优化的INCAR和KPOINTS文件。准备好这四个文件后即可开始结构优化计算。

INCAR文件：

ISTART=0 #随机产生初始波函数

ICHARG=2 #从原子电荷密度产生体系初始电荷密度

PREC=M #计算精度为Medium

ISPIN=2 #考虑自旋极化

ALGO=N #DAV算法优化电子波函数

NELM=100 #电子波函数最多计算100步

EDIFF=1E-4 #电子波函数能量收敛标准1E-4 eV

ENCUT=400 #平面波截断能400 eV

IVDW=11 #考虑范德华力修正

IBRION=2 #共轭梯度法优化晶体结构和原子坐标

NSW=200 #晶体结构和原子坐标优化步数最大200步

ISIF=3 #优化原子坐标和晶体结构

EDIFFG=-0.1 #原子残余力小于0.1 eV/A

ISMEAR=0 #费米能级附近电子占据数为高斯分布

SIGMA=0.1 #高斯分布展宽0.1 eV

KPOINTS文件：

Automatic generation #注释行

0 #自动产生K点网格

G #布里渊区K点网格以Gamma点为中心

4 4 1 #K点网格密度

0 0 0 #K点网格中心平移矢量

自洽计算

完成结构优化计算后，保持KPOINTS，POTCAR文件不变，将CONTCAR文件复制成POSCAR文件，对整体和拆分后的结构1与结构2做自洽计算，需要对结构优化的INCAR文件作如下修改：

IBRION=-1 #固定结构和原子位置保持不变

NSW=0 #仅作一步自洽计算

数据处理

完成3个自洽计算后，下载各自的CHGCAR文件，并用VESTA软件打开整体电荷密度，然后减去拆分后结构1和结构2的电荷密度