压电特效在能源转换、传感器领域具有非常重要的应用价值。具有压电特性的二维材料则可以有效降低器件的尺寸。具有磁性的二维压电材料中有望实现磁电耦合效应。本人近期针对二维VS2、VSe2、Janus-VSSe三个体系的H性结构(T型结构具有对称中心，无压电特性)做了相应的压电系数计算模拟[Phys. Chem. Chem. Phys. 2016, 18 (18), 12914-12919.]。由于这篇文章被Phys. Chem. Chem. Phys.杂志评为2018年度热点论文，所以大家可以到其官网上免费下载[https://pubs.rsc.org/en/content/articlehtml/2019/cp/c8cp06535g]。现在把相应的压电系数计算过程与数据处理拿出来分享一下。

1. 具有压电特性的两个基本条件：禁带宽度>0.1 eV；材料不具有中心反演对称性，符合该条件的空间群主要有1, 3-9, 16-46, 75-82, 89-122, 143-146, 149-161, 168-174, 177-190, 195-199, 207-220。

2. 进行参数测试与结构优化，并获得体系的禁带宽度，看是否符合前面的条件。

3. 压电系数e的计算

以VSe₂为例

INCAR设置如下：

LEPSTLON=.T. ，主要是决定是否计算压电系数

(https://cms.mpi.univie.ac.at/wiki/index.php/LEPSILON)

IBRION=8，利用微扰理论计算频率与弹性系数。

POSCAR

4. 弹性系数C的计算

INCAR设置如下：

设置 IBRION=6；LEPSILON=.T.

5. 数据处理：

关于压电计算结束后，OUTCAR文件存在两部分压电的数据，e₁和e₂

电子贡献部分e₁：

离子贡献部分e₂：

关于弹性系数计算结束后，OUTCAR文件存在弹性系数的数据C：

对二维材料的压电系数e的处理：

e₁与e₂相加的和的绝对值乘c轴的长度 ，  

例：

参考文献

1 J. Yang, A. Wang, S. Zhang, J. Liu, Z. Zhong, L. Chen. Coexistence of piezoelectricity and magnetism in two-dimensional vanadium dichalcogenides, Phys. Chem. Chem. Phys, 2019, 21 ,132-136.

2 M. N. Blonsky, H. L. Zhuang, A. K. Singh, R. G. Hennig. Ab Initio Prediction of Piezoelectricity in Two-Dimensional Materials, ACS Nano, 2015, 9 (10), 9885-9891.

3 L. Dong, J. Lou, V. B. Shenoy. Large In-Plane and Vertical Piezoelectricity in Janus Transition Metal Dichalchogenides, ACS Nano, 2017, 11 (8), 8242-8248.