実空間における電荷密度分布の描き方を解説します。 電荷密度分布がわかることで、化学結合の様子などがわかるようになります。

電荷密度の表示にはXCrysDenが必要です。

ある面上での電荷密度分布のを計算します。

作業ディレクトリでプログラムx_lapwを実行します。

$ x_lapw lapw2 -emin -1.0

ここでlapw2は価電子帯の電荷密度を計算するフラグです。 内殻も含めたすべての電荷を足しあわせてしまうと結合に寄与している電子がわかりにくくなりますので、-emin -1.0というオプションをつけてフェルミ準位から-1.0eVの間にある電子だけを取り出しています。 実際にどの範囲までのエネルギーを取り出すかは、状態密度などを見て判断してください。

• XCrySDenを起動します。

$ xcrysden

• メニューバーの[File]から[Open WIEN2k…]→[Calculate & Render Density]をクリックし、現在の作業ディレクトリが選ばれていることを確認して[OK]をクリック
• 2次元電荷密度をプロットしたいので、[2D Density Plot]をクリック
• [Number of points along one grid-segment:]をクリックし、電荷密度プロットの解像度を指定（100程度で十分）
• [Three atoms spanning parallelogram selection]をクリックし、3次元結晶構造中に表示されている原子を3つクリックすることで電荷密度を計算する2次元面を指定。指定したらSelected Paralleogramウィンドウにある[Selected]をクリック
• [Update Display]をクリックし、計算する2次元面を確認。正しければ[Submit]をクリック
• wnDensity - Specify Flagsウィンドウが立ち上がるが、ここは何もせずに[OK]をクリック。計算のインプットファイルが表示されるので、[OK]をクリックすれば電荷密度計算が始まる（複雑な物質だと少し時間がかかる）
• Property-plane Controlsウィンドウが立ち上がるので、[Selected Color basis]と[Select scale function]を自分の好きなものに選んで[Submit]をクリック

以上で2次元電荷密度分布を描くことができます。