How to use fermisurfer.exe

Preface Link to Preface

费米面无疑是凝聚态物理一个非常主要的物理概念，有非常多的物理量都与费米面直接相关。在适用VASP这类工具对电子结构进行计算后，我们不仅需要看它的能带结构， 计算出Fermi level后画费米面也经常是必不可少的。

Main text Link to Main text

如何下载并安装fermisurfer.exe Link to 如何下载并安装fermisurfer.exe

可以直接去FermiSurfer官网下载到这个软件的最新exe文件，然后不需要安装即可直接使用。虽然它还有 网页版的，感觉不太好用的样子，所以最好还是直接下软件来用吧。

如何使用fermisurfer.exe Link to 如何使用fermisurfer.exe

这个软件不能直接双击打开，直接打开会弹出警告报错。正确的用法是把 filename.frmsf 文件拖到软件上，软件就会自动读取这个文件，并画出费米面的图像。 这个软件对打开的文件类型也有要求，必须是 filename.frmsf 格式的文件才能被识别，可以通过修改 filename.txt 的扩展名为 filename.frmsf 来获得这个文件。 当然还有其它的方法，比如可以直接通过VASPKIT软件包计算获得，这里就不过多介绍。

.frmsf文件内部数据的格式 Link to .frmsf 文件内部数据的格式

.frmsf 文件内部的数据格式非常简单，就是一个文本文件，我觉得可以简单的把它分为前面的坐标信息和后面的k点能量信息两个部分。 按照确定的格式就可以非常轻松地完成文件的书写，下面介绍费米面仅通过一条能带的文件写法。

前面的坐标信息 Link to 前面的坐标信息

画 Cu 费米面的写法如下：

1
2
3
4
5
6

    16    16    16
 1
     1
   -1.738087222    1.738087222    1.738087222
    1.738087222   -1.738087222    1.738087222
    1.738087222    1.738087222   -1.738087222

画费米面需要k空间的能量分布信息，这里要求k构建均匀分布的网格，所以这里16 16 16表示网格的密度，这里的网格大小可以根据需要进行调整， 一般来说都是x、y、z三个方向都是均匀的。

后面的两个 1 不要改，后面我查查具体作用 后面的三行自然就是 Cu 的三个晶格矢量，需要正确填写，决定了第一布里渊区的形状。

后面的k点能量信息 Link to 后面的k点能量信息

1
2
3
4
5
6
7
8
9

-2.331472000002563938e+00
-2.356004282955814766e+00
-2.378172417410610695e+00
-2.336082051331553888e+00
-2.237732381113723079e+00
-2.084983949349215049e+00
-1.923816662485264839e+00
-1.610862514730351469e+00
...

后面的就是一个个 k 空间网格的能量， k 空间三个分数坐标都是 $0\sim+1$ 范围，但是注意这里不能两边都取到， 会有重叠导致费米面扭曲，所以选择左闭右开的取值方式。能量按照先遍历第三个分数坐标，再遍历第二个分数坐标，最后遍历第一个分数坐标的顺序排列。

画出的图像的格式 Link to 画出的图像的格式

这里展示的就是 fermisurfer.exe 画出的 Cu 费米面的图像。