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vasp计算参数设置

vasp计算参数设置
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软件主要功能:

采用周期性边界条件(或超原胞模型)处理原子、分子、团簇、纳米线(或管)、薄膜、晶体、准晶和无定性材料,以及表面体系和固体

l 计算材料的结构参数(键长、键角、晶格常数、原子位置等)和构型

l 计算材料的状态方程和力学性质(体弹性模量和弹性常数)

l 计算材料的电子结构(能级、电荷密度分布、能带、电子态密度和ELF)

l 计算材料的光学性质

l 计算材料的磁学性质

l 计算材料的晶格动力学性质(声子谱等)

l 表面体系的模拟(重构、表面态和STM模拟)

l 从头分子动力学模拟

l 计算材料的激发态(GW准粒子修正)

计算主要的四个参数文件:INCAR ,POSCAR,POTCAR ,KPOINTS,下面简要介绍,详细权威的请参照手册

INCAR文件:

该文件控制VASP进行何种性质的计算,并设置了计算方法中一些重要的参数,这些参数主要包括以下几类:

l 对所计算的体系进行注释:SYSTEM

l 定义如何输入或构造初始的电荷密度和波函数:ISTART,ICHARG,INIWA V

l 定义电子的优化

–平面波切断动能和缀加电荷时的切断值:ENCUT,ENAUG

–电子部分优化的方法:ALGO,IALGO,LDIAG

–电荷密度混合的方法:IMIX,AMIX,AMIN,BMIX,AMIX_MAG,BMIX_MAG,WC,INIMIX,MIXPRE,MAXMIX

–自洽迭代步数和收敛标准:NELM,NELMIN,NELMDL,EDIFF

l 定义离子或原子的优化

–原子位置优化的方法、移动的步长和步数:IBRION,NFREE,POTIM,NSW

–分子动力学相关参数:SMASS,TEBEG,TEEND,POMASS,NBLOCK,KBLOCK,PSTRESS

–离子弛豫收敛标准:EDIFFG

l 定义态密度积分的方法和参数

–smearing方法和参数:ISMEAR,SIGMA

–计算态密度时能量范围和点数:EMIN,EMAX,NEDOS

–计算分波态密度的参数:RWIGS,LORBIT

l 其它

–计算精度控制:PREC

–磁性计算:ISPIN,MAGMOM,NUPDOWN

–交换关联函数:GGA,VOSKOWN

–计算ELF和总的局域势:LELF,LVTOT

–结构优化参数:ISIF

–等等。

主要参数说明如下:

? SYSTEM:该输入文件所要执行的任务的名字。取值:字符串,缺省值:SYSTEM

? NWRITE:输出内容详细程度。取值:0~4,缺省值:2

如果是做长时间动力学计算的话,最好选0或1(首末步/每步核运动输出),短时运算用2,选3则会在出错的时候给出说明信息。

? ISTART:决定是否读取W A VECAR文件。取值:0~2,缺省0/1 for 无/有前次计算的WA VECAR(波函数)

0:begin 'from scratch',根据INIWA V初始化波函数

1:restart with constant energy cut-off,从WA VECAR读取波函数(重定义平面波集)

2:restart with constant basis set,从W A VECAR读取波函数(平面波集不变)

? ICHARG:决定如何建立初始电荷密度。取值:0~2,缺省值: if ISTART=0 2 else 0

0:由初始波函数计算电荷密度

1:从CHGCAR文件读取电荷密度

2:使用原子电荷密度的叠加

+10 非自洽计算

? ISPIN:是否进行spin polarized calculation。取值:1,2(1-no,2-yes),缺省值:2

? MAGMOM:在ICHARG=2或在CHGCAR中未包含磁化密度(ICHARG=1)时,指定每个原子的初始磁化时刻。取值:实数数组,缺省值: 对ISPIN=2 NIONS*1.0,对非共线型磁化体系3*NIONS*1.0

? INIWAV 如何设置初始波函数,只在ISTART=0时使用。取值:0,1(0-最低动能的平面波,1-随机数),缺省值:1。

? IDIPOL 控制计算单极、偶极和四极修正。取值:1~4。

1~3 只计算第一/二/三晶矢方向,适于厚板(slab)的计算

4 所有方向都计算,适于计算孤立分子

? PREC 进动(precession)。取值:low/medium/high/normal/ accurate/single),缺省值: Normal(V ASP.4.X);Medium(V ASP.5.X)

V ASP4.5+采用了优化的accurate来替代high,所以一般不推荐使用high。不过high可以确保“绝对收敛”,作为参考值有时也是必要的。同样受推荐的是normal,适于作为日常计算选项。

受PREC影响的参数有四类:ENCUT;NGX,NGY,NGZ;NGXF,NGYF,NGZF;ROPT。如果设置了PREC,这些参数就都不需要出现了,当然直接设置相应的参数也有同样效果。具体影响效果见p53~54。

? ENCUT 平面波基组的截断能量(eV)。取值:实数,缺省值:受PREC设置影响,从POTCAR文件中找出相应的ENMAX/ENMIN值来设置。

PREC = Low Medium Accurate Normal

ENCUT = ENMIN ENMAX ENMAX ENMAX

Single High

ENMAX ENMAX*1.3

对于多个元素不同的ENMAX/ENMIN,都取最大值。

该参数非常重要,最好不要手工去设置,除非文献告诉你要用多少,或者经过结果可靠性的验证。当然,为了测试一下提交的任务,也不妨先设个较小的值。

? NGX,NGY,NGZ:控制FFT网格在三个晶矢方向上的格点数量。

? NGFX,NGFY,NGFZ:控制第二次更精确的FFT网格的格点数量。

也是两类重要的最好不要去动的参数。在未指定的情况下将根据PREC的设置从POTCAR 中自动读取。

PREC=High/Accurate,基组中向量的2倍值,用来避免wrap around errors,得到精确解。PREC=Low/Medium/Normal,基组中向量的3/4倍值(已足够精确到1 meV/atom)。

? LREAL: 决定投射是在实空间还是倒易空间进行。取值:.TRUE.(实空间)/.FALSE.(倒易空间),缺省值:.FALSE.

用于求解赝势的非局域部分用到的一个积分,在倒格空间里采用平面波基组求解,在实空间里则采用积分球求解。

其他还有两个选项:O or On,A or Auto。

On和.TRUE.的差别在于是否使用King-Smith算法优化,设为Auto则进行自动选择,推荐使用。

? ROPT: 在LREAL=Auto or On时,优化控制每个核周围的积分球内的格点数。取值:实数数组

For LREAL=On

PREC=Low, 700 points in the real space sphere (ROPT=0.67)

PREC=Med, 1000 points in the real space sphere (ROPT=1.0)

PREC=High, 1500 points in the real space sphere (ROPT=1.5)

For LREAL=Auto

PREC=Low, accuracy 10-2 (ROPT=0.01)

PREC=Med, accuracy 2*10-3 (ROPT=0.002)

PREC=High accuracy 2*10-4 (ROPT=2E-4)

? NELM, NELMIN and NELMDL:控制电子自洽循环步数。取值:整数

NELM:电子自洽循环最大次数。缺省值:60

NELMIN:电子自洽循环最小次数。缺省值:2

NELMDL:弛豫次数。缺省值:if ISTART=0, INIWA V=1, and IALGO=8,-5,if ISTART=0, INIWA V=1, and IALGO=48,-12,else 0

NELMDL可以取负值。如果初始波函数采用随机赋值,即ISTART=0,INIWA V=1,那么很可能开始的值比较离谱,那么在第一步核运动循环之前采用NELMDL(负值)步的非自洽(保留初始的H)步计算将减少计算所需的时间。

? EDIFF:指定电子自洽循环的全局中断条件,用于控制收敛精度。取值:实数,缺省值:10-4

注意,即使EDIFF=0,NELM步电子自洽循环也会执行。

? EDIFFG:指定离子弛豫循环的中断条件,用于控制核运动的收敛精度。取值,实数,缺省值:10*EDIFF

EDIFFG>0 在两个离子步的总自由能之差小于EDIFFG时停止

EDIFFG<0 在所有的力都小于EDIFFG时停止。

EDIFFG=0 在NSW步弛豫后停止

此参数不支持MD,仅用于弛豫。

? NSW:给出最大离子步数。取值:整数,缺省值:0。

? NBLOCK,KBLOCK:取值:整数,缺省值:NBLOCK = 1,KBLOCK = NSW

在NBLOCK离子步后对成对相关函数和DOS进行计算,并且把离子配置写入XDATCAR 文件。

在KBLOCK*NBLOCK步主循环后平均的成对相关函数和DOS被写入PCDA T和DOSCAR 文件。

? IBRION:决定离子怎样更新和运动。取值:-1~3,5~8(-1-无更新,0-MD,1-RMM-DIIS,2-共轭梯度算法,3-Damped MD,5,6:有限差分,7,8:密度函数扰动理论),缺省值:if NSW=0/1,-1,else 0

这个参数是和ISIF, IALGO/ALGO一起决定怎么算的最重要的参数。

1~3 是三种弛豫的方法,根据ISIF决定是否固定离子位置、晶胞大小和形状,在INCAR中必须设置参数POTIM。

0 是标准的ab-initio MD,不受ISIF影响,即不改变晶胞大小和形状。

5~8支持Hessian Matrix和phonon frequency的计算以及部分固定的MD。

? POTIM:IBRION=0时,给出MD每步步长(fs),IBRION=1~3时,给出最小化的度量常量。取值:实数,缺省值:IBRION=0 无缺省,必须指定,IBRION=1,2,3 0.5

? ISIF:决定是否计算应力张量以及弛豫中晶胞变化的自由度。取值:0~6,缺省值:if IBRION=0(MD) 0 else 2

ISIF│calculate│calculate │ relax │ change │change

│ force │stress tensor │ ions│ cell shape │cell volume

----┼-------┼-----------┼------┼---------┼---------

0 │yes │ no│ yes│ no│ no

1 │yes │ trace only │ yes│ no│ no

2 │yes │ yes│ yes│ no│ no

3 │yes │ yes│ yes│ yes│ yes

4 │yes │ yes│ yes│ yes│ no

5 │yes │ yes│ no│ yes│ no

6 │yes │ yes│ no│ yes│ yes

7 │yes │ yes│ no│ no│ yes

trace only means that only the total pressure is correct

? IWA VPR:决定波函数和/或电荷密度怎样从一个离子配置向下一个离子配置进行推测。

取值:0~3,10~13(0-无推测,1,11-用原子电荷密度进行简单推测,2,12-二阶推测,3,13-混合前两种方法),缺省值:if IBRION=0(MD),1,2(relaxation) 2 else(静态计算) 0

推测结果保存在外部文件TMPCAR中,取值+10则全部使用内存,不保存此文件。

? ISYM:决定是否使用对称性。取值:-1~3(-1,0-不使用,1,2,3-使用),缺省值:if 使用US-PP 1,if 使用PAW 2

ISYM=2使用一种效率更高也更节省内存的电荷密度对称性,ISYM=3时仅考虑力和应力张量的对称性,而电荷密度是非对称的。

? SYMPREC:决定POSCAR 文件中给出的位置的精度。取值:实数,缺省值:10-5

? LCORR:决定是否对非完全自洽计算中的力进行Harris修正。取值:.TRUE./.FALSE.,缺省值:.TRUE.

? TEBEG, TEEND:控制从头分子动力学计算中的起始温度和最终温度(MD有效)。取值:实数,缺省值:TEBEG = 0 TEEND = TEBEG

注意V ASP的温度定义与实际温度有细微的差别,所以TEBEG=T×(N-1)/N,T为实际要求的温度,N为原子数。

? SMASS:控制从头MD中的速度。取值:-3~0,缺省值:-3 微正则系综(总自由能不变),-2 保持初速度不变,-1 每NBLOCK步调整速度,来保证动能连续,>=0 Nosé算法模拟正则系综

? NPACO:成对相关函数的槽数。取值:整数,缺省值:256

? APACO:成对相关函数求值中的最大距离(?)。取值:整数,缺省值:16

简单说就是在不超过APACO的NPACO个距离上求成对相关函数PCF。

? RWIGS:给出Wigner-Seitz半径,DOS计算用。取值:实数数组,缺省值:从POTCAR 文件中读取

? NELECT:总电子数,如果系统不是电中性的就必须设置,所带电荷作为均一的背景电子气考虑。取值:实数,缺省值:-(价电子数),由POSCAR和POTCAR文件自动决定(通常不必给出)。

? NUPDOWN 上下自旋成分间的电子数之差。取值:整数,缺省值:未设置(此时将进行完全弛豫)

? EMIN, EMAX:DOS求值的最小/最大能量。取值:实数,缺省值:EMIN = - (lowest KS-eigenvalue - Δ),EMAX = - (highest KS-eigenvalue - Δ)

? ISMEAR:决定每个波函数的部分占位fnk如何设置。取值:-5 | -4 | -3 | -2 | 0 | N(-5-带有Blochl修正的四面体方法, -4-不带Blochl修正的四面体方法, -3-根据INCAR文件中提供的smearing参数执行循环,-2-从WA VECAR文件中读取, -1-Fermi-smearing, 0-Gaussian smearing, >0-method of Methfessel-Paxton order N,缺省值:1

采用部分占位波函数,用一个函数来平滑积分,尤其是对于金属体系可减少k点。

? SIGMA:决定smearing的宽度(eV)。取值:实数,缺省值:0.2

? ALGO:指定电子最小化算法。取值:Normal(blocked Davidson block iteration scheme)/VeryFast(RMM-DIIS)/Fast (前两个算法的混合)/All(波函数的所有带同时更新)/ Damped(damped velocity friction algorithm),缺省值: Normal

? IALGO:指定主算法(整数选择算法)。取值:8(共轭梯度算法)/38(Davidson block iteration scheme)/48(RMM-DIIS),缺省值:38

算法是最重要的参数之一。一般V ASP推荐使用的是以上三种算法,一般来说8/38是初期比较快收敛,在接近平衡时采用48较快,在初期或MD时使用48可能会遇到不收敛的情况。也可以使用ALGO参数来替代IALGO,设置Fast,V ASP会先用38,再自动切换到48。各种算法只要收敛,结果应该一致。

另一个可能有用的选项是-1。不进行实际的计算,只对重要的步骤做计算测试,并将测试得到的各部分耗时输出到OUTPUT中。

? VOSKOWN:决定是否使用VWN插值算法。取值:0(不使用)/1(使用),缺省值:0

如果使用了PW91泛函或需要计算磁性质时可以设为1使用。

? Mixing-tags:

w IMIX:混合的类型,取值:整数,缺省值:4

w AMIX:线性混合参数。取值:实数,缺省值:0.8(US-PP),0.4(PAW)

w AMIN:最小混合参数。取值:实数,缺省值:0.1

w BMIX:Kerker混合方案的截断波向量。取值:实数,缺省值:1.0

w AMIX_MAG:磁化过程的线性混合参数。取值:实数,缺省值:1.6

w BMIX_MAG:磁化过程的Kerker混合方案的截断波向量。取值:实数,缺省值:1.0 w WC:Broyden混合方案中每步的加权因子。取值:实数,缺省值:1000.0

w INIMIX:Broyden混合方案中的初始混合类型。取值:整数,缺省值:1

w MIXPRE:Broyden混合方案中的预处理类型。取值:整数,缺省值:1

w MAXMIX:Broyden混合器中存储的最大步数。取值:整数,缺省值:-45

值得注意的是,在MD或者弛豫的时候,设置MAXMIX(>0,一般约3倍的电子SC步数)可能会大大减少核运动步数,但同时也会增加对内存的要求。

? LWA VE,LCHARG:决定是否把波函数(或电荷密度)写入外部文件W A VECAR(或CHGCAR和CHG)中。取值:.TRUE./.FALSE.,缺省值:.TRUE.

? LVTOT:决定是否把总局域势写入外部文件LOCPOT中。取值:.TRUE./.FALSE.,缺省值:. FALSE.

? LELF:决定是否创建ELFCAR文件。取值:.TRUE./.FALSE.,缺省值:. FALSE. ELFCAR用于保存ELF(electron localization function)。

? LORBIT:和适当的RWIGS一起决定是否创建PROCAR或PROOUT文件。取值:0 | 1

| 2 | 5 | 10 | 11 | 12,缺省值:0(创建DOSCAR和PROCAR文件)

? NPAR:用于控制V ASP切换到带间并行模式。取值:整数,缺省值:总节点数。

每一个节点计算一个带,可以提高并行效率,减少通讯量,但可能会大幅增加内存的需求。

? NBANDS:给出计算中实际的总能带数。取值:整数,缺省值:NELECT/2+NIONS/2(非自旋),0.6*NELECT + NMAG(自旋)

NBANDS的取值应使计算中包含相当数量的空带。因为计算需要大量的空带,至少要求1个空带(否则V ASP会给出警告)。

NBANDS对于解决内存需求非常重要。一般NBANDS在NELECT/2+NIONS/2以上可以得到较为精确的结果,但如果内存不够就只能减少NBANDS,在牺牲精度和体系大小之间平衡了。

POTCAR文件

赝势文件,最重要的输入文件之一。可以理解为分子力学模拟中的力场文件,但包含的信息更多。V ASP将各元素优化的INCAR里的参数也包含在该文件中,作为支持PREC的缺省选择。

通常各元素的POTCAR文件已经包含在V ASP软件包中的赝势库里了,用户需要做的是确定自己具体需要哪几种赝势,然后按照POSCAR文件里的顺序,将所选择的POTCAR文件按顺序连接起来就可以了。如以下命令:

cat file1 file2 file3 > POTCAR

赝势库中的赝势文件可以分为以下几类:

l 根据产生方法的不同有Ultra-soft赝势(USPP)和投影扩充波赝势(PAW);

l 根据交换关联函数的不同有LDA(local density approximation)和GGA(generalized gradient approximation,又可以再分为PW91和PBE);

l 根据半芯态的不同元素A的赝势文件还可以分为A,A_sv和A_pv;

l 根据选取的不同截断能量(ENMAX)元素A的赝势文件还可以分为A,A_s和A_h。

V ASP的赝势文件放在目录~/vasp/potentials下,该目录又包含五个子目录:pot,pot_GGA,potpaw,potpaw_GGA,potpaw_PBE,其中每个子目录对应一种赝势形式:pot ==> PP, LDA;pot_GGA ==> PP, GGA;potpaw ==> PAW, LDA;potpaw_GGA ==> PAW, GGA, PW91;potpaw_PBE ==> PAW, GGA, PBE。每个目录中每种元素根据截断能量和半芯态的不同还会有多个对应的赝势文件存在。

在具体选取时可以参考各版本同目录下的V_RHFIN和PSCTR文件,这两个文件说明了该版本的赝势是如何生成的。

选好所要使用的赝势之后,进入对应的目录,会看到里面有四个文件:POTCAR.Z,PSCTR.Z,V_RHFIN.Z和WS_FTP.LOG。现在需要用到的是第一个,把各元素的该文件解压(zcat POTCAR.Z > file),然后用cp或mv命令把这些文件移到工作目录里,再用cat 命令把它们合并到POTCAR中,就得到了我们需要的POTCAR。注意要记住这里元素的排列顺序,以后在POSCAR文件中各元素的排列就是按照这个顺序。

POSCAR文件

位置文件。描述所计算体系的晶胞参数、原子个数及晶胞中原子的位置,以及分子动力学计

算时原子的初始速度。

POSCAR文件示例:

Si-fcc

5.43

0.0 0.50 0.50

0.50 0.00 0.50

0.50 0.50 0.00

2

Direct

0.0 0.00 0.00

0.25 0.25 0.25

POSCAR文件的结构:

第1行:任意文字注释。

第2行:晶格常数(?),也是晶矢的缩放系数,后面所有长度值得自原值除以此值。a=b=c 时取a即可,否则一般取三者最大值,若取负值,则为晶胞体积(?3)。

第3-5行:定义晶矢。

第6行:每种元素的原子个数,特别注意顺序,要与下面的坐标顺序以及POTCAR中的顺序一致。

第7行:可省略,无需空行。

做动力学时,用于指定是否需要固定部分原子的坐标。若是,此行以‘S’或者‘s’作为首字母即可。

第8行开始为原子的坐标位置,格式为

option line

coordinate1 of element1

coordinate2 of element1

...

coordinateN of element1

option line

coordinate1 of element2

coordinate2 of element2

...

coordinateM of element2

...

其中,option line指定输入坐标的格式,除了第一个以外,如果后面的输入格式同前,则都可以无空行省略。

option line可指定的输入坐标格式有两种:

‘D’or‘d’for direct mode

‘C’or‘c’or‘K’or‘k’for cartesian mode

顾名思义,前者是定义在三个晶矢方向上的坐标:R=R1×x+ R2×y +R3×z,R1,R2,R3为前面的晶矢,x,y,z为输入的三个坐标,R为原子坐标位矢,是相对于晶矢给出的,而后者则是以笛卡尔坐标系来给出原子的绝对坐标,实际就是将直角坐标除以前面第二行定义的晶胞常数后得到的坐标值。

如果第7行设定为S(Selective Dynamic),则可以用以下形式定义各坐标是否可以移动:

Selective dynamics

Cartesian

0.00 0.00 0.00 T T F

0.25 0.25 0.25 F F F

KPOINTS文件

设置布里渊区k点网格取样大小或能带结构计算时沿高对称方向的k点。

一般来说,k点越密越多,计算精度也就越高,但计算成本也会越高。因此,对于原子数较多的体系的计算,需要谨慎的尝试k点数目,在避免或者预先评估wrap-around error的前提下尽量减少k点数目。

KPOINTS文件示例:

k-points along high symmetry lines

11

Reciprocal

0.00 0.00 0.00 1.00

0.05 0.00 0.05 1.00

……

0.05 0.00 0.50 1.00

KPOINTS文件结构:

第1行:注释行。

第2行:k点总数,或者‘0’(自动生成网格(Automatic k-mesh generation))。

如果是前者,给出k点总数,又分为两种情况:

M:全手动(Entering all k-points explicitly),手动输入即自定义各个k点的坐标和权重,推荐只在能带计算时使用。此时:

第3行:输入格式标识。直角坐标(Cartesian)或倒易坐标(Reciprocal)。同样的,‘c’、‘C’、‘k’、‘K’for Cartesian,其他首字母则自动切换到Reciprocal。

第4~n行: 逐个k点的坐标描述。格式为“x y z W”。其中“x y z”是该点的三个坐标,W 是权重。所有k点的权重相互之间的比例对了就行,V ASP会自动归一的。

注意C坐标和R坐标的定义:

C:k=(2π/a)(x y z)

R:k=x*b1+y*b2+z*b3(b1-b3为倒易晶矢)

这里“x y z”只是代表了坐标的顺序,与坐标轴无关。

一般如非必要,可以先用自动模式生成k点,V ASP会自动生成一个简约化后的k点矩阵,存于IBZKPT文件,可以直接复制里面的数据到KPOINTS文件中使用,这也是该输入法的主要用途,可以减少重复自动生成格点的时间。另一个用途是为了做精确的DOS(Density of status)计算,由于这类计算所需的k点数极大,通过全手动尽可能的优化k点也就必需了。

L:半手动/线形模式(Line-mode):在计算能带结构时使用,此时需要精确地选取k点,在指定的高对称性方向上生成指定数目的k点。此时:

第2行:指定两点间生成的k点数,不同于全自动的总k点数。

第2.5行:‘L’表示是线形模式。

第3行:输入格式标识,同前。

第4~n行:每行描述一个点,格式为“x y z”。每两行的点连成一条直线,在两点间生成指定数目的k点。每隔两行间以空行区分,例如:

k-points along high symmetry lines

10

Line-mode

Reciprocal

0 0 0

0.5 0.5 0

0.5 0.5 0

0.5 0.75 0.25

最常用的方法是让程序自动生成k点网格,用户只需定义网格取样大小即可。此时:

第2行:0

第3行:生成k点的方法。

“A”:全自动模式,可以看作以Г点为圆心以l为半径做圆,当然各晶矢不同时,相应的圆就被拉成了椭圆,以确保三个倒格晶矢方向上覆盖的k点数都为l

“G”:Г/Gamma方法

“M”:Monkhorst-Pack方法

其它首字母:高级模式,就是用C坐标或R坐标直接输入新的晶矢,一般不使用

第4行:在各个晶矢方向上分割各晶矢的点数。一般为奇数,使得产生的k点是以Gamma 点为中心的。

第5行:是否移动网格点以及移动多少,也即偏移原点的位矢,一般设成“0 0 0”,表示不移动。

例如:

Automatic generation

Monhkorst-Pack

9 9 9

0.0 0.0 0.0

V ASP的输出文件主要包括:

l OUTCAR:包含运行V ASP作业后得到的绝大部分计算结果以及每步迭代的详细情况;l CHG, CHGCAR:给出体系的电荷密度。两个文件内容相同,但前者的数据精度比后者略低一些;

l DOSCAR, EIGENVAL:分别给出所计算体系的电子态密度和本征值。两个文件中的能量值都是绝对的;

l W A VECAR:给出所计算体系的电子波函数,二进制文件,不可编辑;

l OSZICAR:包含每次迭代或离子移动情况的简单汇总;

l CONTCAR:给出离子进行弛豫时,每次移动后体系的晶格参数,与POSCAR内容相同;

l PCDAT, XDA TCAR:给出有关分子动力学模拟中的一些结果,如配对相关函数;

vasp参数详解

转载]VASP参数设置详解 已有1283 次阅读2011-9-15 14:26 |个人分类:vasp|系统分类:科研笔记 转自小木虫,略有增减 软件主要功能: 采用周期性边界条件(或超原胞模型)处理原子、分子、团簇、纳米线(或管)、薄膜、晶体、准晶和无定性材料,以及表面体系和固体 l 计算材料的结构参数(键长、键角、晶格常数、原子位置等)和构型 l 计算材料的状态方程和力学性质(体弹性模量和弹性常数) l 计算材料的电子结构(能级、电荷密度分布、能带、电子态密度和ELF) l 计算材料的光学性质 l 计算材料的磁学性质 l 计算材料的晶格动力学性质(声子谱等) l 表面体系的模拟(重构、表面态和STM模拟) l 从头分子动力学模拟 l 计算材料的激发态(GW准粒子修正) 计算主要的四个参数文件:INCAR ,POSCAR,POTCAR ,KPOINTS,下面简要介绍,详细权威的请参照手册 INCAR文件: 该文件控制VASP进行何种性质的计算,并设置了计算方法中一些重要的参数,这些参数主要包括以下几类: l 对所计算的体系进行注释:SYSTEM l 定义如何输入或构造初始的电荷密度和波函数:ISTART,ICHARG,INIWAV l 定义电子的优化 –平面波切断动能和缀加电荷时的切断值:ENCUT,ENAUG –电子部分优化的方法:ALGO,IALGO,LDIAG –电荷密度混合的方法:IMIX,AMIX,AMIN,BMIX,AMIX_MAG,BMIX_MAG,WC,INIMIX,MIXPRE,MAXMIX –自洽迭代步数和收敛标准:NELM,NELMIN,NELMDL,EDIFF l 定义离子或原子的优化 –原子位置优化的方法、移动的步长和步数:IBRION,NFREE,POTIM,NSW –分子动力学相关参数:SMASS,TEBEG,TEEND,POMASS,NBLOCK,KBLOCK,PSTRESS –离子弛豫收敛标准:EDIFFG l 定义态密度积分的方法和参数 – smearing方法和参数:ISMEAR,SIGMA –计算态密度时能量范围和点数:EMIN,EMAX,NEDOS –计算分波态密度的参数:RWIGS,LORBIT l 其它 –计算精度控制:PREC –磁性计算:ISPIN,MAGMOM,NUPDOWN –交换关联函数:GGA,VOSKOWN –计算ELF和总的局域势:LELF,LVTOT –结构优化参数:ISIF –等等。 主要参数说明如下:

VASP参数设置详解

VASP参数设置详解 计算材料2010-11-30 20:11:32 阅读197 评论0 字号:大中小订阅 转自小木虫,略有增减 软件主要功能: 采用周期性边界条件(或超原胞模型)处理原子、分子、团簇、纳米线(或管)、薄膜、晶体、准晶和无定性材料,以及表面体系和固体 l 计算材料的结构参数(键长、键角、晶格常数、原子位置等)和构型 l 计算材料的状态方程和力学性质(体弹性模量和弹性常数) l 计算材料的电子结构(能级、电荷密度分布、能带、电子态密度和ELF) l 计算材料的光学性质 l 计算材料的磁学性质 l 计算材料的晶格动力学性质(声子谱等) l 表面体系的模拟(重构、表面态和STM模拟) l 从头分子动力学模拟 l 计算材料的激发态(GW准粒子修正) 计算主要的四个参数文件:INCAR ,POSCAR,POTCAR ,KPOINTS,下面简要介绍,详细权威的请参照手册 INCAR文件: 该文件控制VASP进行何种性质的计算,并设置了计算方法中一些重要的参数,这些参数主要包括以下几类: 对所计算的体系进行注释:SYSTEM

●定义如何输入或构造初始的电荷密度和波函数:ISTART,ICHARG,INIWAV ●定义电子的优化 –平面波切断动能和缀加电荷时的切断值:ENCUT,ENAUG –电子部分优化的方法:ALGO,IALGO,LDIAG –电荷密度混合的方法:IMIX,AMIX,AMIN,BMIX,AMIX_MAG,BMIX_MAG,WC,INIMIX,MIXPRE,MAXMIX –自洽迭代步数和收敛标准:NELM,NELMIN,NELMDL,EDIFF ●定义离子或原子的优化 –原子位置优化的方法、移动的步长和步数:IBRION,NFREE,POTIM,NSW –分子动力学相关参数:SMASS,TEBEG,TEEND,POMASS,NBLOCK,KBLOCK,PSTRESS –离子弛豫收敛标准:EDIFFG ●定义态密度积分的方法和参数 –smearing方法和参数:ISMEAR,SIGMA –计算态密度时能量范围和点数:EMIN,EMAX,NEDOS –计算分波态密度的参数:RWIGS,LORBIT ●其它 –计算精度控制:PREC –磁性计算:ISPIN,MAGMOM,NUPDOWN –交换关联函数:GGA,VOSKOWN –计算ELF和总的局域势:LELF,LVTOT –结构优化参数:ISIF –等等。 主要参数说明如下: ?SYSTEM:该输入文件所要执行的任务的名字。取值:字符串,缺省值:SYSTEM ?NWRITE:输出内容详细程度。取值:0~4,缺省值:2

VASP表面计算步骤小结

VASP表面计算步骤小结(侯博士)一、概述 vasp用“slab”模型来模拟表面体系结构。 vasp计算表面的大概步骤是: 材料体性质的计算;表面模型的构造;表面结构的优化;表面性质的计算。 二、分步介绍 1、材料体性质计算: 本步是为了确定表面计算时所需的一些重要参数:ENCUT、SIGMA(smearing 方法为ISMEAR=1 或0时;而通常表面体系结构优化时选择这种smearing方法)、晶格参数。 <一> 在计算前,要明确:何种PP;ENCUT;KPOINTS ;SIGMA;PREC;EX-CO,这其实是准备proper input files。 a. 何种PP 选择的PP能使计算得到的单个原子能量值在1meV~10meV之间。[参见P 21]所求得的单原子能量(对称性破缺时)可用来提高结合能的精度。 b. ENCUT [ 参见P 14 ] 选择的ENCUT应使得总能变化在0.001eV左右为宜。 注意:试探值最小为POTCAR中的ENMAX(多个时,取最大的),递增间隔50; 另外,在进行变体积的结构优化时,最好保证ENCUT=1.3ENMAX,以得到合理精度。 c. PREC [参见P 16] 控制计算精度的最重要参数,决定了(未指定时)ENCUT、FFT网格、ROPT取值。 一般计算取NORMAL;当要提高Stress tensor计算精度时,HIGH 或ACCURATE,并手动设置ENCUT。 d. EDIFF & EDIFFG [参见P16] EDIFF 判断电子结构部分自恰迭代时自恰与否,一般取默认值=1E-4; EDIFFG 控制离子部分驰豫 e. ISTART & ICHARGE [参见P 16] ISTART = 1, ICHARG = 11:能带结构、电子态密度计算时; ISTART =0, ICHARG = 2:其余计算 ISTART = 1,ICHARG = 1(其他所有不改变):断点后续算设置 f. GGA & VOSKOWN [参见P 16] GGA=91: Perdew -Wang 91; GGA=PE: Perdew-Burke-Ernzerhof VOSKOWN=1( GGA=91时);VOSKOWN=默认(其余情况) g. ISIF [参见P 16] 控制结构参数之优化。在对原胞进行变形状或者体积的优化时,ENCUT要取大(比如1.3ENMAX或PREC=HIGH),以消除Pulay Stress导致的误差。 h. ISMEAR & SIGMA [参见P 18] 进行任何静态计算时,且K点数目大于4,ISMEAR=-5; 当原胞太大,导致K点数目小于4时,ISMEAR = 0,并且要设置一个SIGMA; 对绝缘体和半导体,不论是静态计算还是结构优化,ISMEAR = -5; 对金属体系,SMEAR=1和 2,并且设置一个SIGMA; 能带结构计算,用默认值:ISMEAR=1,SIGMA=0.2; 一般来说,对于任何体系,任何计算,采用ISMEAR=0,并选择合适的SIGMA都会得到合理结果。 选择的SIGMA应使得entropy T*S EENTRO 绝对值最小。K 点数目变化后,SIGMA需再优化。 i. RWIGS [参见P 19] 一般取POTCAR中以A为单问的RWIGS值。 j. K points [参见P 19] 选择的K点应使得总能变化在0.001eV左右即可。 k. 一些重要的参数在默认下的值NSW =0,IBRION=-1,ISIF=2:静态计算。

vasp在计算磁性的实例和讨论

兄弟,问3个问题 1,vasp在计算磁性的时候,oszicar中得到的磁矩和outcar中得到各原子磁矩之和不一致,在投稿的是否曾碰到有审稿人质疑,对于这个不一致你们一般是怎么解释的了? 2,另外,磁性计算应该比较负责。你应该还使用别的程序计算过磁性,与vasp结果比较是否一致,对磁性计算采用的程序有什么推荐。 ps:由于曾使用vasp和dmol算过非周期体系磁性,结构对磁性影响非常大,因此使用这两个程序计算的磁性要一致很麻烦。还不敢确定到底是哪个程序可能不可靠。 3,如果采用vasp计算磁性,对采用的方法和设置有什么推荐。 1,OSZICAR中得到的磁矩是OUTCAR中最后一步得到的总磁矩是相等的。总磁矩和各原子的磁矩(RMT球内的磁矩)之和之差就是间隙区的磁矩。因为有间隙区存在,不一致是正常的。 2,如果算磁性,全电子的结果更精确,我的一些计算结果显示磁性原子对在最近邻的位置时,PAW与FPLAW给出的能量差不一致,在长程时符合的很好。虽然并没有改变定性结论。感觉PAW似乎不能很好地描述较强耦合。我试图在找出原因,主要使用exciting和vasp做比较。计算磁性推荐使用FP-LAPW, FP-LMTO, FPLO很吸引人(不过是商业的),后者是O(N)算法。 3,使用vasp计算磁性,注意不同的初始磁矩是否收敛为同一个磁矩。倒没有特别要注意的地方,个人认为。 归根结底,需要一个优秀的交换关联形式出现 VASP计算是否也是像计算DOS和能带一样要进行三步(结构优化,静态自洽计算,非自洽计算),然后看最后一步的出的磁矩呢? 一直想计算固体中某个原子的磁矩,根据OUTCAR的结果似乎不能分析,因为它里面总磁矩跟OSZICAR的值有一定的差别,据说是OUTCAR中只考虑WS半径内磁矩造成的。最近看到一个帖子说是可以用bader电荷分析方法分析原子磁矩。如法炮制之后发现给出的总磁矩与OSZICAR的结果符合的甚好,可是觉得没有根据,有谁知道这样做的依据吗,欢迎讨论! 设置ISPIN=2计算得到的态密度成为自旋态密度。 设置ISPIN=2就可以计算磁性,铁磁和反铁磁在MAG里设置。最后得到的DOS是分up和down的。 磁性计算 (2006-12-03 21:02) 标签: - 分类:Vasp ·磁性计算

vasp计算参数设置

软件主要功能: 采用周期性边界条件(或超原胞模型)处理原子、分子、团簇、纳米线(或管)、薄膜、晶体、准晶和无定性材料,以及表面体系和固体 l 计算材料的结构参数(键长、键角、晶格常数、原子位置等)和构型 l 计算材料的状态方程和力学性质(体弹性模量和弹性常数) l 计算材料的电子结构(能级、电荷密度分布、能带、电子态密度和ELF) l 计算材料的光学性质 l 计算材料的磁学性质 l 计算材料的晶格动力学性质(声子谱等) l 表面体系的模拟(重构、表面态和STM模拟) l 从头分子动力学模拟 l 计算材料的激发态(GW准粒子修正) 计算主要的四个参数文件:INCAR ,POSCAR,POTCAR ,KPOINTS,下面简要介绍,详细权威的请参照手册 INCAR文件: 该文件控制VASP进行何种性质的计算,并设置了计算方法中一些重要的参数,这些参数主要包括以下几类: l 对所计算的体系进行注释:SYSTEM l 定义如何输入或构造初始的电荷密度和波函数:ISTART,ICHARG,INIWA V l 定义电子的优化 –平面波切断动能和缀加电荷时的切断值:ENCUT,ENAUG –电子部分优化的方法:ALGO,IALGO,LDIAG –电荷密度混合的方法:IMIX,AMIX,AMIN,BMIX,AMIX_MAG,BMIX_MAG,WC,INIMIX,MIXPRE,MAXMIX –自洽迭代步数和收敛标准:NELM,NELMIN,NELMDL,EDIFF l 定义离子或原子的优化 –原子位置优化的方法、移动的步长和步数:IBRION,NFREE,POTIM,NSW –分子动力学相关参数:SMASS,TEBEG,TEEND,POMASS,NBLOCK,KBLOCK,PSTRESS –离子弛豫收敛标准:EDIFFG l 定义态密度积分的方法和参数 –smearing方法和参数:ISMEAR,SIGMA –计算态密度时能量范围和点数:EMIN,EMAX,NEDOS –计算分波态密度的参数:RWIGS,LORBIT l 其它 –计算精度控制:PREC –磁性计算:ISPIN,MAGMOM,NUPDOWN –交换关联函数:GGA,VOSKOWN –计算ELF和总的局域势:LELF,LVTOT –结构优化参数:ISIF –等等。 主要参数说明如下: ? SYSTEM:该输入文件所要执行的任务的名字。取值:字符串,缺省值:SYSTEM

VASP几个计算实例

用VASP计算H原子的能量 氢原子的能量为。在这一节中,我们用VASP计算H原子的能量。对于原子计算,我们可以采用如下的INCAR文件 PREC=ACCURATE NELMDL=5make five delays till charge mixing ISMEAR=0;SIGMA=0.05use smearing method 采用如下的KPOINTS文件。由于增加K点的数目只能改进描述原子间的相互作用,而在单原子计算中并不需要。所以我们只需要一个K点。 Monkhorst Pack0Monkhorst Pack 111 000 采用如下的POSCAR文件 atom1 15.00000.00000.00000 .0000015.00000.00000 .00000.0000015.00000 1 cart 000 采用标准的H的POTCAR 得到结果如下: k-point1:0.00000.00000.0000 band No.band energies occupation 1-6.3145 1.00000 2-0.05270.00000 30.48290.00000 40.48290.00000 我们可以看到,电子的能级不为。 Free energy of the ion-electron system(eV) --------------------------------------------------- alpha Z PSCENC=0.00060791 Ewald energy TEWEN=-1.36188267 -1/2Hartree DENC=-6.27429270 -V(xc)+E(xc)XCENC= 1.90099128 PAW double counting=0.000000000.00000000 entropy T*S EENTRO=-0.02820948 eigenvalues EBANDS=-6.31447362 atomic energy EATOM=12.04670449 ---------------------------------------------------

VASP控制参数文件INCAR的简单介绍

限于能力,只对部分最基本的一些参数(>,没有这个标志的参数都是可以不出现的) 详细说明,在这里只是简单介绍这些参数的设置,详细的问题在后文具体示例中展开。 部分可能会干扰VASP运行的参数在这里被刻意隐去了,需要的同学还是请查看VASP自带的帮助文档原文。 参数列表如下: >SYSTEM name of System 任务的名字*** >NWRITE verbosity write-flag (how much is written) 输出内容详细程度0-3 缺省2 如果是做长时间动力学计算的话最好选0或1(首末步/每步核运动输出) 据说也可以结合shell的tail或grep命令手动输出 >ISTART startjob: restart选项0-3 缺省0/1 for 无/有前次计算的WAVECAR(波函数) 1 'restart with constant energy cut-off' 2 'restart with constant basis set' 3 'full restart including wave function and charge prediction' ICHARG charge: 1-file 2-atom 10-const Default:if ISTART=0 2 else 0 ISPIN spin polarized calculation (2-yes 1-no) default 2 MAGMOM initial mag moment / atom Default NIONS*1 INIWAV initial electr wf. : 0-lowe 1-rand Default 1 only used for start jobs (ISTART=0) IDIPOL calculate monopole/dipole and quadrupole corrections 1-3 只计算第一/二/三晶矢方向适于slab的计算 4 全部计算尤其适于就算孤立分子 >PREC precession: medium, high or low(VASP.4.5+ also: normal, accurate) Default: Medium VASP4.5+采用了优化的accurate来替代high,所以一般不推荐使用 high。不过high可以确保'绝对收敛',作为参考值有时也是必要的。 同样受推荐的是normal,作为日常计算选项,可惜的是说明文档提供的信息不足。 受PREC影响的参数有四类:ENCUT; NGX,NGY,NGZ; NGXF, NGYF, NGZF; ROPT 如果设置了PREC,这些参数就都不需要出现了 当然直接设置相应的参数也是同样效果的,这里不展开了,随后详释

VASP-INCAR参数设置

V A S P-I N C A R参数设置-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN

1. 结构优化 (Opt) SYSTEM = opt ISTART = 0 INIWAV = 1 ICHARG = 2 ISPIN = 2 LREAL = Auto ENCUT = 400 PREC = high NSW= 600 NELM = 60 IBRION = 2 ISIF = 2 POTIM = 0.1 ALGO= Fast LVDW = .TRUE. EDIFF = 1E-5 EDIFFG = 1E-4 or -0.05 # 体系需计算TS时,全部结构优化EDIFFG均设置为-0.05 ISMEAR = 0 SIGMA = 0.2 LCHARG = .FALSE. LWAVE = .FALSE.

2. 过渡态搜索 (TS): 计算时先进行低精度计算,再进行高精度计算 SYSTEM= TS ISTART = 0 INIWAV = 1 ICHARG = 2 ISPIN = 2 LREAL = Auto ENCUT = 400 PREC = high NSW = 600 NELMIN = 6 IBRION = 3 or 1 # 过渡态计算低精度为3,高精度为1 ISIF = 2 POTIM = 0.01 ALGO = Fast LVDW = .TRUE. EDIFF = 1E-5 EDIFFG = -1 or -0.05 # 过渡态计算低精度为-1,高精度为-0.05 ISMEAR = 0 SIGMA = 0.05 LCHARG= .FALSE. LWAVE= .FALSE. IMAGES=8 # TS专属设置 SPRING=-5 # TS专属设置 LCLIMB=.TRUE. # TS专属设置

VASP计算前的各种测试

BatchDoc Word文档批量处理工具 (计算前的)验证 一、检验赝势的好坏: (一)方法:对单个原子进行计算; (二)要求:1、对称性和自旋极化均采用默认值; 2、ENCUT要足够大; 3、原胞的大小要足够大,一般设置为15 ?足矣,对某些元素还可以取得更小一些。 (三)以计算单个Fe原子为例: 1、INCAR文件: SYSTEM = Fe atom ENCUT = 450.00 eV NELMDL = 5 ! make five delays till charge mixing,详细意义见注释一 ISMEAR = 0 SIGMA=0.1 2、POSCAR文件: atom 15.00 1.00 0.00 0.00 0.00 1.00 0.00 0.00 0.00 1.00 1 Direct 0 0 0 3、KPOINTS文件:(详细解释见注释二。) Automatic Gamma 1 1 1 0 0 0 4、POTCAR文件:(略) 注释一:关键词“NELMDL”: A)此关键词的用途:指定计算开始时电子非自洽迭代的步数(即

NELMDL gives the number of non-selfconsistent steps at the beginning), 文档批量处理工具BatchDoc Word 文档批量处理工具BatchDoc Word densitycharge fastermake calculations 。目的是“非自洽”指的是保持“非自Charge density is used to set up the Hamiltonian, 所以不变,由于洽”也指保持初始的哈密顿量不变。: B)默认值(default value)(时) 当ISTART=0, INIWANELMDL = -5 V=1, and IALGO=8 ) ISTART=0, INIWA V=1, and IALGO=48( NELMDL = -12 时当 ) 其他情况下NELMDL = 0 ( NELMDL might be positive or negative. ionic each applied means A positive number that after a delay is (movement -- in general not a convenient option. )在每次核运动之后(只在A negative value results in a delay only for the start-configuration. 第一步核运动之前)NELMDL”为什么可以减少计算所需的时间?C)关键词“ the the is Charge density used Hamiltonian, to set then up wavefunctions are optimized iteratively so that they get closer to the exact a optimized wavefunctions wavefunctions of Hamiltonian. this From the old with density charge is calculated, the which is then mixed new Manual P105input-charge density. A brief flowchart is given below.(参自页) 是比较离谱的,在前一般情况下,the initial guessed wavefunctions 不变、保持初始的density次非自洽迭代过程中保持NELMDLcharge

用vasp计算硅的能带结构

用vasp计算硅的能带结构 在最此次仿真之前,因为从未用过vasp软件,所以必须得学习此软件及一些能带的知识。vasp是使用赝势和平面波基组,进行从头量子力学分子动力学计算的软件包。用vasp计算硅的能带结构首先要了解晶体硅的结构,它是两个嵌套在一起的FCC布拉菲晶格,相对的位置为 (a/4,a/4,a/4), 其中a=5.4A是大的正方晶格的晶格常数。在计算中,我们采用FCC的原胞,每个原胞里有两个硅原子。 VASP计算需要以下的四个文件:INCAR(控制参数), KPOINTS(倒空间撒点), POSCAR(原子坐标), POTCAR(赝势文件) 为了计算能带结构,我们首先要进行一次自洽计算,得到体系正确的基态电子密度。然后固定此电荷分布,对于选定的特殊的K点进一步进行非自洽的能带计算。有了需要的K点的能量本征值,也就得到了我们所需要的能带。 步骤一.—自洽计算产生正确的基态电子密度: 以下是用到的各个文件样本: INCAR 文件: SYSTEM = Si Startparameter for this run: NWRITE = 2; LPETIM=F write-flag & timer PREC = medium medium, high low ISTART = 0 job : 0-new 1-cont 2-samecut ICHARG = 2 charge: 1-file 2-atom 10-const ISPIN = 1 spin polarized calculation? Electronic Relaxation 1 NELM = 90; NELMIN= 8; NELMDL= 10 # of ELM steps EDIFF = 0.1E-03 stopping-criterion for ELM LREAL = .FALSE. real-space projection Ionic relaxation EDIFFG = 0.1E-02 stopping-criterion for IOM NSW = 0 number of steps for IOM IBRION = 2 ionic relax: 0-MD 1-quasi-New 2-CG ISIF = 2 stress and relaxation POTIM = 0.10 time-step for ionic-motion TEIN = 0.0 initial temperature TEBEG = 0.0; TEEND = 0.0 temperature during run

VASP磁性计算总结篇_共7页

以下是从VASP在线说明书整理出来的非线性磁矩和自旋轨道耦合的计算说明。非线性磁矩计算: 1)计算非磁性基态产生WAVECAR和CHGCAR文件。 2)然后INCAR中加上 ISPIN=2 ICHARG=1 或 11 !读取WAVECAR和CHGCAR文件 LNONCOLLINEAR=.TRUE. MAGMOM= 注意:①对于非线性磁矩计算,要在x, y 和 z方向分别加上磁矩,如MAGMOM = 1 0 0 0 1 0 !表示第一个原子在x方向,第二个原子的y方向有磁矩 ②在任何时候,指定MAGMOM值的前提是ICHARG=2(没有WAVECAR和CHGCAR文件)或者ICHARG=1 或11(有WAVECAR和CHGCAR文件),但是前一 步的计算是非磁性的(ISPIN=1)。 磁各向异性能(自旋轨道耦合)计算: 注意: LSORBIT=.TRUE. 会自动打开LNONCOLLINEAR= .TRUE.选项,且自旋轨 道计算只适用于PAW赝势,不适于超软赝势。 自旋轨道耦合效应就意味着能量对磁矩的方向存在依赖,即存在磁各向异性能(MAE),所以要定义初始磁矩的方向。如下: LSORBIT = .TRUE. SAXIS = s_x s_y s_z (quantisation axis for spin) 默认值: SAXIS=(0+,0,1),即x方向有正的无限小的磁矩,Z方向有磁矩。 要使初始的磁矩方向平行于选定方向,有以下两种方法: MAGMOM = x y z ! local magnetic moment in x,y,z SAXIS = 0 0 1 ! quantisation axis parallel to z or MAGMOM = 0 0 total_magnetic_moment ! local magnetic moment parallel to SAXIS (注意每个原子分别指定) SAXIS = x y z !quantisation axis parallel to vector (x,y,z),如 0 0 1 两种方法原则上应该是等价的,但是实际上第二种方法更精确。第二种方法允许读取已存在的WAVECAR(来自线性或者非磁性计算)文件,并且继续另一个

初学VASP中电子态密度计算设置参考

初学VASP中电子态密度计算基本设置参考主要分成三步:一、结构优化;二、静态自洽计算;三、非自洽计算以Al-FCC为例子 第一步结构优化 输入文件(INCAR, POTCAR, POSCAR, KPOINT) INCAR文件 System=Al ISTART=0 ISMEAR=1 SIGMA=0.2 ISPIN=2 GGA=91; VOSKOWN=1; EDIFF=0.1E-05; EDIFFG=-0.01 IBRION=2 NSW=50 ISIF=2 (OR 3) NPAR=10 POTCAR 文件直接在势库中拷贝 POSCAR文件 Al 4.05 1.0 0.0 0.0 0.0 1.0 0.0

0.0 0.0 1.0 4 Direct 0.0 0.0 0.0 0.5 0.5 0.0 0.5 0.0 0.5 0.0 0.5 0.5 KPOINT 文件 Automatic generation Mohkorst Pack 15 15 15 0.0 0.0 0.0 第二步静态自洽计算 INCAR:PREC = Medium,ISTART = 0,ICHARG = 2,ISMEAR = -5输入文件(INCAR, POTCAR, POSCAR, KPOINT) INCAR文件 System=Al ISTART=0 ISMEAR=1 SIGMA=0.2 ISPIN=2

GGA=91; VOSKOWN=1; EDIFF=0.1E-05; EDIFFG=-0.01 #IBRION=2 #NSW=50 #ISIF=2 (OR 3) NPAR=10 POTCAR 文件直接在势库中拷贝 POSCAR文件 Al 4.05 1.0 0.0 0.0 0.0 1.0 0.0 0.0 0.0 1.0 4 Selective Dynamic Direct 0.0 0.0 0.0 T T T 0.5 0.5 0.0 T T T 0.5 0.0 0.5 T T T 0.0 0.5 0.5 T T T KPOINT 文件 Automatic generation

VASP经典学习教程,有用

VASP 学习教程太原理工大学量子化学课题组 2012/5/25 太原

目录 第一章Linux命令 (1) 1.1 常用命令 (1) 1.1.1 浏览目录 (1) 1.1.2 浏览文件 (1) 1.1.3 目录操作 (1) 1.1.4 文件操作 (1) 1.1.5 系统信息 (1) 第二章SSH软件使用 (2) 2.1 软件界面 (2) 2.2 SSH transfer的应用 (3) 2.2.1 文件传输 (3) 2.2.2 简单应用 (3) 第三章V ASP的四个输入文件 (3) 3.1 INCAR (3) 3.2 KPOINTS (4) 3.3 POSCAR (4) 3.4 POTCAR (5) 第四章实例 (5) 4.1 模型的构建 (5) 4.2 V ASP计算 (8) 4.2.1 参数测试 (8) 4.2.2 晶胞优化(Cu) (13) 4.2.3 Cu(100)表面的能量 (2) 4.2.4 吸附分子CO、H、CHO的结构优化 (2) 4.2.5 CO吸附于Cu100表面H位 (4) 4.2.6 H吸附于Cu100表面H位 (5) 4.2.7 CHO吸附于Cu100表面B位 (6) 4.2.8 CO和H共吸附于Cu100表面 (7) 4.2.9 过渡态计算 (8)

第一章Linux命令 1.1 常用命令 1.1.1 浏览目录 cd: 进入某个目录。如:cd /home/songluzhi/vasp/CH4 cd .. 上一层目录;cd / 根目录; ls: 显示目录下的文件。 注:输入目录名时,可只输入前3个字母,按Tab键补全。1.1.2 浏览文件 cat:显示文件内容。如:cat INCAR 如果文件较大,可用:cat INCAR | more (可以按上下键查看) 合并文件:cat A B > C (A和B的内容合并,A在前,B在后) 1.1.3 目录操作 mkdir:建立目录;rmdir:删除目录。 如:mkdir T-CH3-Rh111 1.1.4 文件操作 rm:删除文件;vi:编辑文件;cp:拷贝文件 mv:移动文件;pwd:显示当前路径。 如:rm INCAR rm a* (删除以a开头的所有文件) rm -rf abc (强制删除文件abc) tar:解压缩文件。压缩文件??rar 1.1.5 系统信息 df:分区占用大小。如:df -h du:各级目录的大小。 top:运行的任务。 ps ax:查看详细任务。 kill:杀死任务。如:kill 12058 (杀死PID为12058的任务)注:PID为top命令的第一列数字。

VASP遇到小总结问题

VASP 计算的过程遇到的问题 01、第一原理计算的一些心得 (1)第一性原理其实是包括基于密度泛函的从头算和基于Hartree-Fock自洽计算的从头算,前者以电子密度作为基本变量(霍亨伯格-科洪定理),通过求解Kohn-Sham方程,迭代自洽得到体系的基态电子密度,然后求体系的基态性质;后者则通过自洽求解Hartree-Fock方程,获得体系的波函数,求基态性质; 评述:K-S方程的计算水平达到了H-F水平,同时还考虑了电子间的交换关联作用。 (2)关于DFT中密度泛函的Functional,其实是交换关联泛函 包括LDA,GGA,杂化泛函等等 一般LDA为局域密度近似,在空间某点用均匀电子气密度作为交换关联泛函的唯一变量,多数为参数化的CA-PZ方案; GGA为广义梯度近似,不仅将电子密度作为交换关联泛函的变量,也考虑了密度的梯度为变量,包括PBE,PW,RPBE等方案,BL YP泛函也属于GGA; 此外还有一些杂化泛函,B3L YP等。 (3)关于赝势 在处理计算体系中原子的电子态时,有两种方法,一种是考虑所有电子,叫做全电子法,比如WIEN2K中的FLAPW方法(线性缀加平面波);此外还有一种方法是只考虑价电子,而把芯电子和原子核构成离子实放在一起考虑,即赝势法,一般赝势法是选取一个截断半径,截断半径以内,波函数变化较平滑,和真实的不同,截断半径以外则和真实情况相同,而且赝势法得到的能量本征值和全电子法应该相同。 赝势包括模守恒和超软,模守恒较硬,一般需要较大的截断能,超软势则可以用较小的截断能即可。另外,模守恒势的散射特性和全电子相同,因此一般红外,拉曼等光谱的计算需要用模守恒势。 赝势的测试标准应是赝势与全电子法计算结果的匹配度,而不是赝势与实验结果的匹配度,因为和实验结果的匹配可能是偶然的。 (4)关于收敛测试 (a)Ecut,也就是截断能,一般情况下,总能相对于不同Ecut做计算,当Ecut增大时总能变化不明显了即可;然而,在需要考虑体系应力时,还需对应力进行收敛测试,而且应力相对于Ecut的收敛要比总能更为苛刻,也就是某个截断能下总能已经收敛了,但应力未必收敛。 (b)K-point,即K网格,一般金属需要较大的K网格,采用超晶胞时可以选用相对较小的K网格,但实际上还是要经过测试。 (5)关于磁性 一般何时考虑自旋呢?举例子,例如BaTiO3中,Ba、Ti和O分别为+2,+4和-2价,离子全部为各个轨道满壳层的结构,就不必考虑自旋了;对于BaMnO3中,由于Mn+3价时d 轨道还有电子,但未满,因此需考虑Mn的自旋,至于Ba和O则不必考虑。其实设定自旋就是给定一个原子磁矩的初始值,只在刚开始计算时作为初始值使用,具体的可参照磁性物理。 (6)关于几何优化 包括很多种了,比如晶格常数和原子位置同时优化,只优化原子位置,只优化晶格常数,还有晶格常数和原子位置分开优化等等。

用VASP进行Partial Charge分析实例

用VASP进行Partial Charge分析实例 VASP Version : 4.6 在这篇文章中,我将首先介绍Partial Charge的概念,以及如何用VASP具体的计算Partial Charge。首先,所谓的Partial Charge是针对与Total Charge来说的,指的是某个能量范围、某个K点或者某个特定的态所对应的电荷密度。在文献中最常见的是价带顶部,导带底部,表面态或者局域态所对应的Partial Charge。通过分析这些态所对应的Partial Charge,可以得到体系的一些性质,比如局域态具体的是局域在哪个原子上等。我将通过具体的例子说明如何用VASP进行Partial Charge Analysis。 进行Partial Charge Analysis的第一步是进行自洽的计算,得到体系的电子结构。这一步的计算采用通常的INCAR和KPOINTS文件。在自洽计算结束后,我们需要保存WAVECAR文件。(通过在INCAR文件中设置LWAVE=TRUE实现)在这个例子中,假设我们需要计算一个硅纳米线的导带和价带的Partial Charge。硅纳米线的结构如下: 第二步是画出能带结构,以决定你需要画哪条能带的那个K点的态所对应的Partial Charge。关于具体如何用VASP画能带,请参见用VASP4.6计算晶体硅能带实例一文。我们得到硅纳米线的能带结构如下: 画能带时有些小技巧。你可以用一些支持列模块的编辑器,如UltraEdit,将OUTCAR里的各个K点所对应的本征值粘贴到Origin中。这一步完成后,在Origin中做一个矩阵转置,然后将K点坐标贴到第一列,并将其设为X坐标。如此画出来的基本上就是能带图了。在Origin 中可以通过设置纵轴范围来更加清楚的区分费米能级附近的各条能带。如上的硅纳米线所对应的能带结构图如下: 决定画哪条能带,或者那些感兴趣的K点之后,有如下几种方法计算不同的Partial Charge。如果你希望计算价带顶端的Partial Charge,则需要首先通过能带结构图确定价带的能带标号。需要注意,进行Partial Charge分析必须要保留有自洽计算的WAVECAR才可以。 第一种Partial Charge分析的INCAR ISTART = 1 job : 0-new 1-cont 2-samecut ICHARG = 1 charge: 1-file 2-atom 10-const LPARD=.TRUE. IBAND= 20 21 22 23 KPUSE= 1 2 3 4 LSEPB=.TRUE. LSEPK=.TRUE. 这样的INCAR给出的是指定能带,指定K点所对应的Partial Charge。分析导带、价带等的Partial Charge特性,通常采用的都是这种模式。 第二种Partial Charge分析的INCAR ISTART = 1 job : 0-new 1-cont 2-samecut ICHARG = 1 charge: 1-file 2-atom 10-const LPARD=.TRUE. EINT = -10.3 -5.1 LSEPB=.FALSE. LSEPK=.FALSE. 这样的INCAR给出的是在能量之间的Partial Charge。这种模式适合于分析某个能量区间内的波函数的性质。 第三种Partial Charge分析的INCAR ISTART = 1 job : 0-new 1-cont 2-samecut

VASP磁性计算总结篇

在线说明书整理出来的非线性磁矩和自旋轨道耦以下是从VASP 合的计算说明。非线性磁矩计算:和CHGCAR文件。1)计算非 磁性基态产生WAVECAR)然后INCAR中加上2ISPIN=2文件和CHGCAR11 !读取WAVECAR ICHARG=1 或LNONCOLLINEAR=.TRUE. MAGMOM= 注意:①对于非线性磁矩计算,要在x, y 和 z方向分别加上磁 矩,如 MAGMOM = 1 0 0 0 1 0 !表示第一个原子在x方向,第二个 原子的y方向有磁矩 ②在任何时候,指定MAGMOM值的前提是ICHARG=2(没有WAVECAR 和CHGCAR文件)或者ICHARG=1 或11(有WAVECAR和CHGCAR文件),但是前一步的计算是非磁性的(ISPIN=1)。 磁各向异性能(自旋轨道耦合)计算: 注意: LSORBIT=.TRUE. 会自动打开LNONCOLLINEAR= .TRUE.选 项,且自旋轨道计算只适用于PAW赝势,不适于超软赝势。. 自旋轨道耦合效应就意味着能量对磁矩的方向存在依赖,即存在 磁各向异性能(MAE),所以要定义初始磁矩的方向。如下:LSORBIT = .TRUE. SAXIS = s_x s_y s_z (quantisation axis for spin) 默认值: SAXIS=(0+,0,1),即x方向有正的无限小的磁矩,Z

方向有磁矩。 要使初始的磁矩方向平行于选定方向,有以下两种方法:MAGMOM = x y z ! local magnetic moment in x,y,z SAXIS = 0 0 1 ! quantisation axis parallel to z or MAGMOM = 0 0 total_magnetic_moment ! local magnetic moment parallel to SAXIS (注意每个原子分别指定) SAXIS = x y z ! quantisation axis parallel to vector (x,y,z),如 0 0 1 两种方法原则上应该是等价的,但是实际上第二种方法更精确。第二种方法允许读取已存在的WAVECAR(来自线性或者非磁性计算)文件,并且继续另一个自旋方向的计算(改变SAXIS 值而MAGMOM保持不变)。当读取一个非线性磁矩计算的WAVECAR时,自旋方向会指定平行于SAXIS。 计算磁各向异性的推荐步骤是:(注文件CHGCAR首先计算线性磁矩以产生WAVECAR 和 1)LMAXMIX)。意加入INCAR中加入:2)然后LSORBIT = .TRUE.ICHARG = 11 ! non selfconsistent run, read CHGCAR !或 ICHARG ==1 优化到易磁化轴,但此时应提高EDIFF的精度LMAXMIX = 4 ! for d elements increase LMAXMIX to 4,

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