Siesta 把能量本征值存储在 *.EIG 文件中，但这个文件本身不太适合各种数据处理软件读取。

Siesta 将“费米能级”写在 *.EIG 文件的第一行。但对于半导体和绝缘体，这个“费米能级”是按照禁带中心取的，并非像 VASP 一样取在价带顶。

正确地计算半导体和绝缘体的禁带宽度，需要在输入文件中设置一些特殊的K点（高对称点），然后在这若干个高对称K点中寻找导带底和价带顶。

但有时候我们并非计算体材料，而是很复杂的一个超原胞，未必知道那些高对称的K点在哪里。在这种情况下我认为可以加大K点密度（Monkhorst-Pack 方案），再检查所有的本征值，来近似读取禁带宽度。

怎样才能从 *.EIG 文件中读出禁带宽度呢？我写个 C# 小程序（方便在 Windows 下运行）如下：

using System;

using System.IO;

using System.Text;  

using System.Text.RegularExpressions;

// Extract band gap from Siesta

// Written by Kanhao XUE

public class SiestaGap

{

public static void Main()

{

// Read original data

StreamReader sr = new StreamReader(@"D:EIG");

StreamWriter sw = new StreamWriter(@"D:Eig.txt");

double Ef, Gap, VBM = -1000, CBM = 1000;

int M, N, P, Q, i, j, l;

Ef =   double.Parse(sr.ReadLine().Trim());

// Read basic information

string line = sr.ReadLine().Trim();

string[] lineDetails = Regex.Split(line, @"s+");

N =   int.Parse(lineDetails[0]);

M =   int.Parse(lineDetails[2]);      

Console.WriteLine("Fermi level: " + Ef.ToString());

Console.WriteLine("K points: " + M.ToString());

Console.WriteLine("Band count: " + N.ToString());

P = N / 10;

Q = N % 10;

for (i=0; i<M; i++)

{

line = sr.ReadLine().Trim();

sw.Write(line);

// First line has 11 elements

lineDetails = Regex.Split(line, @"s+");

for (l=1; l<=10; l++)

{

double val = double.Parse(lineDetails[l]);

if (val>Ef)

{

if (val < CBM) CBM = val;

}

else

{

if (val > VBM) VBM = val;

}

}

for (j=1; j<P; j++)

{

line = sr.ReadLine().Trim();

sw.Write(line);

lineDetails = Regex.Split(line, @"s+");

for (l=0; l<10; l++)

{

double val = double.Parse(lineDetails[l]);

if (val>Ef)

{

if (val < CBM) CBM = val;

}

else

{

if (val > VBM) VBM = val;

}

}

}

line = sr.ReadLine().Trim();

sw.Write(line);

lineDetails = Regex.Split(line, @"s+");

if (Q != 0)

{

sw.Write(line);

for (l=0; l<Q; l++)

{

double val = double.Parse(lineDetails[l]);

if (val>Ef)

{

if (val < CBM) CBM = val;

}

else

{

if (val > VBM) VBM = val;

}

}

}

sw.WriteLine();

}

sr.Close();

sw.Close();

Gap = CBM - VBM;

Console.WriteLine("VBM: " + VBM.ToString());

Console.WriteLine("CBM: " + CBM.ToString());

Console.WriteLine("Band gap: " + Gap.ToString());

Console.ReadLine();

}

}

运行的时候，把 *.EIG 文件改名为 EIG 保存在 D: 下面

用 csc 编译程序， 然后运行生成的 exe 文件

程序会读出价带顶，导带底，以及禁带宽度。同时会生成一份适合各种数据处理软件阅读的能量本征值文件（D:Eig.txt）

一个典型运行结果是：

Fermi level: -13.762

K points: 8125

Band count: 92

VBM: -17.91691

CBM: -9.68061

Band gap: 8.2363

但有个小疑问：计算出价带顶与费米能级相差 4.15491  eV，但导带底和费米能级相差 4.08139 eV，两者并不相等。莫非 Siesta 不是恰好取禁带的中心，而是考虑了什么其他因素？但我没有让 Siesta 计算导带底和价带顶载流子的有效质量，它没有理由不取禁带的中心。还有一种解释是：这个差异只是在数值误差之内的。

最后，我猜 Siesta 官方可能已经提供了类似的程序，但懒得去在那些 Linux 目录下找了，还是自己弄个 Windows 下的用着方便。