材料计算vasp 程序

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 = 5 make five delays catill charge mixing

ISMEAR = 0; SIGMA=0.05 use 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 Pack 0 Monkhorst Pack

1 1 1

0 0 0

采用如下的POSCAR文件

atom 1

15.00000 .00000 .00000

.00000 15.00000 .00000

.00000 .00000 15.00000

1

cart

0 0 0

采用标准的H的POTCAR

得到结果如下：

k-point 1 : 0.0000 0.0000 0.0000

band No. band energies occupation

1 -6.3145 1.00000

2 -0.0527 0.00000

3 0.4829 0.00000

4 0.4829 0.00000

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

-1/2 Hartree DENC = -6.27429270

-V(xc)+E(xc) XCENC = 1.90099128

PAW double counting = 0.00000000 0.00000000

entropy T*S EENTRO = -0.02820948

eigenvalues EBANDS = -6.31447362

atomic energy EATOM = 12.04670449

---------------------------------------------------

free energy TOTEN = -0.03055478 eV

energy without entropy = -0.00234530 energy(sigma->0) = -0.01645004

我们可以看到也不等于。

在上面的计算中有个问题，就是H原子有spin,而在上面的计算中我们并没有考虑到spin。所以如果我们改用LSDA近似，在INCAR中用ISPIN=2的tag，则得到如下结果：

k-point 1 : 0.0000 0.0000 0.0000

band No. band energies occupation

1 -7.2736 1.00000

2 -0.1229 0.00000

3 0.4562 0.00000

4 0.4562 0.00000

5 0.4562 0.00000

spin component 2

k-point 1 : 0.0000 0.0000 0.0000

band No. band energies occupation

1 -2.4140 0.00000

2 -0.0701 0.00000

3 0.5179 0.00000

4 0.5179 0.00000

5 0.5179 0.00000

Free energy of the ion-electron system (eV)

---------------------------------------------------

alpha Z PSCENC = 0.00060791

Ewald energy TEWEN = -1.36188267

-1/2 Hartree DENC = -6.68322940

-V(xc)+E(xc) XCENC = 2.38615430

PAW double counting = 0.00000000 0.00000000

entropy T*S EENTRO = 0.00000000

eigenvalues EBANDS = -7.27361676

atomic energy EATOM = 12.04670449

---------------------------------------------------

free energy TOTEN = -0.88526212 eV

energy without entropy = -0.88526212 energy(sigma->0) = -0.88526212

氢原子的能量约等于。可以看到在LDA中如果限制自旋，使能级大概提高了。但是如何理解所得到的能级，由于用到了赝势，本人并不很清楚如何解释能级意义。

用VASP计算Pd金属的晶格常数

Pd金属的实验上的晶格常数为。在这里，我们用VASP计算它的晶格常数。

首先将Pd所对应的POTCAR文件拷贝到目录下。然后准备好INCAR和KPOINTS

文件。POSCAR文件我们将通过一个tcsh的script来产生。

KPOINTS文件可以如下：

Monkhorst Pack 0 Monkhorst Pack

11 11 11

0 0 0

INCAR文件可以如下：

SYSTEM = Pd bulk calculation

Startparameter for this run:

PREC = Accurate

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

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-motioTeL:

TEIN = 0.0 initial temperature

TEBEG = 0.0; TEEND = 0.0 temperature during run

DOS related values:

ISMEAR = 0 ; SIGMA = 0.05 gaussian smear

Electronic relaxation 2 (details)

Write flags

LWAVE = F write WAVECAR

LCHARG = F write CHGCAR

产生POSCAR和计算晶格常数的工作可以用以下的PBS script来完成。

#!/bin/tcsh #PBS -S /bin/sh #PBS -l nodes=4:athlon:ppn=2 #PBS -l

cput=384:00:00 #PBS -m ae #PBS -o output #PBS -e error.log

# set parameter set EXEC = 'vasp' set SRC = '/usr/common/executable' # change working directory cd $PBS_O_WORKDIR

# copy fresh executable from depository cp -f $SRC/$EXEC .

# execute mpi program foreach a (3.3 3.4 3.5 3.6 3.7) echo "a= $a"

cat >POSCAR <

$a

0.5 0.5 0.0

0.0 0.5 0.5

0.5 0.0 0.5

2

direct

0.0 0.0 0.0

0.25 0.25 0.25

!

mpiexec -nostdin ./$EXEC

cavicar

set E=`tail -2 OSZICAR` echo $a $E >>SUMMARY

end # remove executable rm -f $EXEC

如果不用不需要用PBS script，则更加简单，如下即可。将其命名为lattice。#!/bin/tcsh foreach a (3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 4.0 4.1 4.2) echo "a= $a"

cat >POSCAR <

$a

0.5 0.5 0.0

0.0 0.5 0.5

0.5 0.0 0.5

1

cartesian

0.0 0.0 0.0

!

./vasp

set E=`tail -1 OSZICAR` echo $a $E >>SUMMARY

end

用chmod +x lattice，将其改为可执行文件。然后在命令行里键入./lattice 即可。

以下是用USPP-LDA运行完后的SUMMARY文件。每个计算用时13秒。（在USPP 中Pd的截断能量是198.955）

3.5 1 F= -.52384500E+01 E0= -.52371846E+01 d E =-.253072E-02 3.6 1

F= -.58695670E+01 E0= -.58683951E+01 d E =-.234381E-02 3.7 1 F=

-.62322232E+01 E0= -.62311104E+01 d E =-.222547E-02 3.8 1 F=

-.63932936E+01 E0= -.63921078E+01 d E =-.237151E-02 3.9 1 F=

-.64072233E+01 E0= -.64058584E+01 d E =-.272979E-02 4.0 1 F=

-.63162916E+01 E0= -.63147061E+01 d E =-.317085E-02 4.1 1 F=

-.61523489E+01 E0= -.61504748E+01 d E =-.374817E-02 4.2 1 F=

-.59418370E+01 E0= -.59396594E+01 d E =-.435530E-02

用抛物线拟和得到的晶格常数为 ,固体中每个原子的能量是

。

以下是采用PAW-LDA势运行完以后的SUMMARY文件。每个计算用时20秒。所以相对来说PAW势所需要的时间多一些，这是因为PAW势的energy cutoff相对比较高（在PAW中Pd的截断能量是250.832）。

3.5 1 F= -.52393107E+01 E0= -.52377274E+01 d E =-.316665E-02 3.6 1 F= -.58814938E+01 E0= -.58798653E+01 d E =-.325695E-02 3.7 1 F= -.62451262E+01 E0= -.62437004E+01 d E =-.285149E-02 3.8 1 F=

-.64049388E+01 E0= -.64036223E+01 d E =-.263317E-02 3.9 1 F=

-.64158100E+01 E0= -.64143798E+01 d E =-.286044E-02 4.0 1 F=

-.63210060E+01 E0= -.63194198E+01 d E =-.317251E-02 4.1 1 F=

-.61536329E+01 E0= -.61518107E+01 d E =-.364433E-02 4.2 1 F=

-.59385695E+01 E0= -.59364165E+01 d E =-.430601E-02

用抛物线拟和得到的晶格常数为 ,固体中每个原子的能量

可见，PAW-LDA和USPP-LDA给出的晶格常数都和实验吻合的非常好，两者之间的差别也很小。在以下所有的计算中，如果没有特殊声明，我们都默认采用PAW-LDA的势。结合能(cohesive energy)的定义如下：

(104)

单个Pd原子的能量为-1.426eV，所以我们得到Pd每个原子（相对于spin

non-polorize的原子）的结合能为4.998eV。如果考虑Pd原子的spin-polarize 的修正1.46eV，则结合能为6.458eV。

用VASP计算表面能

做表面计算时，第一步我们需要测试K点的收敛性。通常，在垂直表面方向用1个K点就可以了，在平行表面方向，可以用和体材料类似的K点密度。

其次，我们要测试真空厚度(vacuum thickness)的收敛性。我们构造完一个slab 后，将真空厚度逐渐从增加到，体系的总能量改变不超过10meV的时

候，可以初步认为真空厚度达到标准。以下是一个3层的(fcc) Pd slab的能量随着真空厚度的变化。其INCAR文件如下：

SYSTEM = undeformed fcc Pd (111) surface calculation

Startparameter for this run:

PREC = Accurate

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; # of ELM steps

EDIFF = 0.1E-03 stopping-criterion for ELM

LREAL = .FALSE. real-space projection

NBANDS = 40

Ionic relaxation

EDIFFG = 0.1E-2 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

DOS related values:

ISMEAR = 1 ; SIGMA = 0.20 broadening in eV -4-tet -1-fermi 0-gaus

Electronic relaxation 2 (details)

Write flags

LWAVE = F write WAVECAR

LCHARG = F write CHGCAR

LVTOT = .TRUE.

其中因为Pd是金属，ISMEAR设置为method of Methfessel-Paxton。我们在最后的计算结果中必须保证entropy T*S这一项在OUTCAR中可以忽略不计

（）。

POSCAR文件如下：

Pd surface Calculation

3.875000000000000

0.7071067800000000 0.0000000000000000 0.0000000000000000 -0.3535533900000000 0.6123724000000000 0.0000000000000000 0.0000000000000000 0.0000000000000000 5.1961520000000000 4

Selective Dynamics Direct

0.0000000000 0.000000000 0.0000000000 F F F

0.3333333333 0.666666667 0.1111111111 F F F

0.6666666667 0.333333333 0.2222222222 F F F

0.0000000000 0.000000000 0.3333333333 F F F

如果对Direct的指定方法不熟的话，也可以用如下的POSCAR,和上面的完全等价。

Pd surface Calculation

1.0000

2.740038777 0.000000000 0.000000

-1.370019389 2.372943188 0.000000

0.000000000 0.000000000 20.135089

4

Selective Dynamics Cartesian

0.0000000000 0.000000000 0.0000000000 F F F

0.0000000000 1.581962035 2.2372321073 F F F

1.3700193841 0.790981017 4.4744642247 F F F

0.0000000000 0.000000000 6.7116963320 F F F

KPOINTS文件如下：

fcc Pd K points 0 Monkhorst Pack 11 11 1 0 0 0

下表列出了采用上面的参数设置，当真空层厚度从增大到时总能及功

表面原子，所以并不能和实验直接对照。

我们可以看到，真空厚度大约为时，体系的总能量就已经收敛。而如果要保证功函数的收敛，则真空厚度要加大到左右。

首先我们要弛豫表面原子。弛豫的时候可以在INCAR中设置以下的参数。

POTIM=0.5 NSW=25 IBRION=2 EDIFFG=-0.03 MAXMIX=40

另外，为了得到正确的结果，我们还需测试表面计算，特别是表面能是否收敛。我们必须保证实际计算中用到的slab模型足够厚，slab内部原子具有体材料的

性质。如何判断slab内部原子具有体材料的性质呢？一个重要的标准就是当slab的层数N增加时，表面能的变化很小。

表面能的定义为

(105)

A指的是每个表面上的原子数，2是因为我们有两个表面.表面能表示原子形成表面是所需要的能量，所以表面能越小的表面越稳定。

在slab计算中，一个很常用的用来计算表面能的公式是Boettger Equation(PRB 49:23)

(106)

这里，指的是N层的slab的总能量。前面一个2指的是两个表面。后面两个2指的是stacking period。在逐渐增加slab层数的时候，还要注意同时保持超晶胞大小的一致。正如VASP手册上说的

It is almost impossible to compare two calculations which differ in the number of k-points and in the size of the supercell.

我们从3层开始一层层增加Pd的层数，以研究需要几层Pd原子才能达到收敛。在计算过程中，我们保持超晶胞大小的一致。

N

降低。

采用V ASP如何计算晶体的弹性常数

弹性常数的概念 [#!RavindranP:Denftc:1998!#,#!Grimvall:tp:1999!#]

弹性常数描述了晶体对外加应变的响应的刚度。在应变很小的情况下，体系的内能与应变的大小存在二次线性关系（胡克定律），弹性常数就是描述这种二次线性关系，即二次线性项的系数。采用V oigt标记：, , , , 和。应变张量定义为：

(107)

应力张量定义为：

(108)

二阶绝热弹性常数为：

(109)

在应变较小的情况下，应变后体系的总能

按应变张量进可按泰勒级数展开为：

(110)

其中是应变前体系的总能，是应变前原胞的体积。另外，应变后基矢

与

应变前的基矢

之间的关系为：

(111)其中为单位矩阵。

因此选取特定的应变

，计算出在一组不同幅度时应

变前后体系总能的变化( )，再根据总能的变化－应变幅度对应的一组数据点，进行二次函数拟合得到二次项系数。即可得到晶体的某个弹性常数或弹性常数的组合。对不同的晶系的晶体，因为对称性的关系，它独

立的弹性常数是确定的。比如对六角晶系的晶体，它独立的弹性常数为：

, , , 和。

六角晶体的弹性应变能与应变关系

对六角晶系的晶体，其原胞基矢可以取为：

(112)其中和是晶体的晶格常数。

可以施加这样的应变

来计算

[#!WangSQ:Abiec:2003!#]：

(113)

施加应变来得到：

(114)

对于，施加应变来得到：

(115)

对于，施加应变来得到：

(116)

最后，施加应变得到、、和的组合：

(117)

由此可见，通过施加五个特定的应变，选取一系列幅度的应变，得到数据点，

再分别按上面五个关系式对相应的进行拟合得到二次项系数，最后联立方程得到求出六角晶系晶体的独立弹性常数。

具体计算步骤

在计算时，有几点要特别注意的：a)，原胞内原子在应变是否驰豫；b)，k点网格大小是否足够，因为在应变后，原胞的对称性会发生变化，即使同样的k点网格，在简约布里渊区产生的k点数目是不同的。因此，k点网格大小要取得足够，以保证弹性常数计算的精确性；

c)，应变幅度要取得适中，如果太小的话，得到的应变能（应变前后体系的变化）很小，在计算弹性常数时，会引起计算误差。

下面以计算六角AlN（纤锌矿结构）为例，在计算过程考虑了应变后原子的位置需要驰豫，具体步骤如下：

?先对六角AlN体材料的晶格参数（晶格常数和原子位置）优化好，这样得到未应变时的POSCAR，并把它拷贝成下面defvector.f需要用到的一个的输入文件OLDPOS，并对OLDPOS做一个处理。因为OLDPOS在格式上有特殊要求：

a

、在OLDPOS的第一行，在title的字符串之后，至少空一格再加上OLDPOS中原子的种类数目，比如AlN中有两类原子，title写为AlN，那么就OLDPOS的第一行就是"AlN 2"。

b

、OLDPOS的格式与POSCAR的类似，但是它最好是分数坐标来写出原子的位置。

以六角AlN为例，这个OLDPOS的内容如下：

towidth 0.8pt height 0cm depth 0.25cmwidth 1.025height 0cm depth

0.8ptwidth 0.8pt height 0cm depth 0.25cm 1.0

AlN 2

3.11553

1.000000 0.000000 0.000000

-0.500000 0.866025 0.000000

0.000000 0.000000 1.605000

2 2

Direct

0.00000000 0.00000000 0.00000000

0.333333333 0.666666667 0.50000000

0.00000000 0.00000000 0.381483673

0.333333333 0.666666667 0.881483673

towidth 0.8pt height 0.25cm depth 0cmwidth 1.025height 0.8pt depth 0cmwidth 0.8pt height 0.25cm depth 0cm

?对特定的应变，在下面的defvector.f中"Define the strain"部分，把特定的应变通过给

strain(i)矩阵赋值。比如对上面提到的用来计算，那么就对defvect.f中的"Define the strain"改写成如下的形式：

towidth 0.8pt height 0cm depth 0.25cmwidth 1.025height 0cm depth

0.8ptwidth 0.8pt height 0cm depth 0.25cm 1.0

C%%%%%%%%% Define the strain %%%%%%%%%%%%%%

strain(1)=delta

strain(2)=delta

strain(3)=0.0

strain(4)=0.0

strain(5)=0.0

strain(6)=0.0

towidth 0.8pt height 0.25cm depth 0cmwidth 1.025height 0.8pt depth 0cmwidth 0.8pt height 0.25cm depth 0cm

其中整个defvector.f是用来得到某个应变后，新的POSCAR。应变的类型按"Define the strain"的部分来定义，而应变的幅度需在程序编译后，运行编译得到的模块时输入。defvect.f的内容如下：

towidth 0.8pt height 0cm depth 0.25cmwidth 1.025height 0cm depth 0.8ptwidth 0.8pt height 0cm depth 0.25cm 1.0

C%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%

C >this simple program to get the primitive vectors after C $\delta$ strain, in order to calculate the independent C elastic constants of solids. C usage: C!!!!! Please first prepare the undeformed POSCAR in OLDPOS C >defvector.x C >type defvector.x > create new POSCAR in file fort.3 C%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%

program defvector

real*8 privect,strvect,delta,strten,strain,pos, alat

dimension

privect(3,3),strvect(3,3),strten(3,3),strain(6)

dimension pos(50,3)

character*10 bravlat, title, direct

integer i,j,k,ntype, natomi, nn

dimension natomi(10)

C%%%%%%%%% Read the undeformed primitive vector and atomic postion %%%%%%%

open(7,file='OLDPOS')

C%% In first line of OLDPOS, please add the number

C%% of the type of atoms after the title

read(7,*) title, ntype

read(7,*) alat

do i=1,3

read(7,*) (privect(i,j),j=1,3)

write(*,*) (privect(i,j),j=1,3)

enddo

read(7,*) (natomi(i),i=1,ntype)

nn=0

do i =1, ntype

nn=nn+natomi(i)

enddo

read(7,*) direct

do i=1, nn

read(7,*) (pos(i,j),j=1,3)

enddo

C%%%%%%%%% Read the amti of strain %%%%%%%%%%%%%%%

read(*,*) delta

C%%%%%%%%% Define the strain %%%%%%%%%%%%%%

strain(1)=delta

strain(2)=0.0

strain(3)=0.0

strain(4)=0.0

strain(5)=0.0

strain(6)=0.0

C%%%%%%%%% Define the strain tensor %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%

strten(1,1)=strain(1)+1.0

strten(1,2)=0.5*strain(6)

strten(1,3)=0.5*strain(5)

strten(2,1)=0.5*strain(6)

strten(2,2)=strain(2)+1.0

strten(2,3)=0.5*strain(4)

strten(3,1)=0.5*strain(5)

strten(3,2)=0.5*strain(4)

strten(3,3)=strain(3)+1.0

C%%%%%%%%% Transform the primitive vector to the new vector under strain%%%%%

C strvect(i,j)=privect(i,j)*(I+strten(i,j))

do k=1,3

do i=1,3

strvect(i,k)=0.0

do j=1,3

strvect(i,k)=strvect(i,k)+privect(i,j)*strten(j,k)

enddo

enddo

enddo

C%%%%%%%% Write the new vector under strain%%%%%%%%%%%%

do i=1,3

write(*,100)(strvect(i,j),j=1,3)

enddo

100 format(3f20.15)

C%%%%%%%%% Create the POSCAR for total energy

calculation %%%%%%%%%%%%%%5

write(3,'(A10)') title

write(3,'(f15.10)') alat

do i=1,3

write(3,100)(strvect(i,j),j=1,3)

enddo

write(3,'(10I4)') (natomi(i), i=1,ntype)

write(3,'(A6)') Direct

do i=1, nn

write(3,100) (pos(i,j),j=1,3)

enddo

C%%%%%%%

end

towidth 0.8pt height 0.25cm depth 0cmwidth 1.025height 0.8pt depth 0cmwidth 0.8pt height 0.25cm depth 0cm

在defvector.f中，原子种类的数目由变量ntype来定义的，最大为10，如果原子的种类数目太大，需自己手动调大数组natomi(10)以及输出时"

write(3,'(10I4)') (natomi(i), i=1,ntype)"的格式"10I4"。

在defvector.f中设置好了特定的应变后，就可以编译defvector.f（使用g77 -o defector.x defector.f)得到模块defvector.x。

准备好VASP计算的输入文件KPOINTS和POTCAR。以及进行原子位置驰豫计算的INCAR.relax，它的内容如下：

towidth 0.8pt height 0cm depth 0.25cmwidth 1.025height 0cm depth

0.8ptwidth 0.8pt height 0cm depth 0.25cm 1.0

SYSTEM = AlN ENCUT = 400 ISTART = 0 ICHARG = 2 ISMEAR = 0; SIGMA =

0.2 NSW = 60; IBRION = 2 EDIFF = 1E-5 EDIFFG = -1E-2 ISIF = 2 POTIM

= 0.2 PREC = Accurate LWAVE = .FALSE.

towidth 0.8pt height 0.25cm depth 0cmwidth 1.025height 0.8pt depth 0cmwidth 0.8pt height 0.25cm depth 0cm

另外在准备对优化得到的结构进行总能进行的INCAR.static，它的内容如下：

towidth 0.8pt height 0cm depth 0.25cmwidth 1.025height 0cm depth

0.8ptwidth 0.8pt height 0cm depth 0.25cm 1.0

SYSTEM = AlN ENCUT = 400 ISTART = 0 ICHARG = 2 ISMEAR = -5 EDIFF =

1E-5 PREC = Accurate LWAVE = .FALSE.

towidth 0.8pt height 0.25cm depth 0cmwidth 1.025height 0.8pt depth 0cmwidth 0.8pt height 0.25cm depth 0cm

总的说来，就是先对应变后的POSCAR进行固定基矢，只对原子位置的优化，再对优化得到的结构进行静态总能计算得到应变体系后的总能

。其中应变后的初始POSCAR通过defvector.x来得到。

对一系列幅度的特定应变进行上一步的计算。最后得到一组

数据。然后对它进行二次函数拟合得到二次项的系数。

注意：是未应变是体系的总能，是未应变体系的体积。在VASP 计算中它们的数值单位是eV和?。1 eV/? = 160.2 GPa。

前面的原子位置优化和总能计算等可以通过一个bash脚本来进行，如：

towidth 0.8pt height 0cm depth 0.25cmwidth 1.025height 0cm depth

0.8ptwidth 0.8pt height 0cm depth 0.25cm 1.0

#!/bin/sh for i in -0.018 -0.015 -0.012 -0.09 -0.06 -0.03

0.00 \

0.03 0.06 0.09 0.012 0.015 0.018

do echo $i | defvector.x cp fort.3 POSCAR

#### cat > INCAR <

ISMEAR = 0; SIGMA = 0.2 NSW = 60; IBRION = 2 EDIFF = 1E-5 EDIFFG =

-1E-2 ISIF = 2 POTIM = 0.2 PREC = Accurate LWAVE = .FALSE. LCHARG =.FALSE. !

echo "delta = $i "; vasp

cp CONTCAR pos.$i cp CONTCAR POSCAR

cat > INCAR <

ISMEAR = -5 EDIFF = 1E-5 PREC = Accurate LWAVE = .FALSE. LCHARG =.FALSE. !

echo "delta = $i "; vasp

E=`grep "TOTEN" out.$i | tail -1 | awk '{printf "%12.6f \n", $5 }'` echo $i $E >>SUMMARY

done

towidth 0.8pt height 0.25cm depth 0cmwidth 1.025height 0.8pt depth 0cmwidth 0.8pt height 0.25cm depth 0cm

对其他特定的应变，按上面第2和3步再做一系列的计算得到相应的一组

数据，以及拟合。

对其他晶系(比如正交晶体)的弹性应变能、应变和弹性常数的关系，可以参考文献 [#!RavindranP:Denftc:1998!#,#!Hou05!#]。

材料模拟与计算 Asignment5

完成下面两个练习，提交截图 1.QM/MM calculation of the SW1 defect formation energy for a carbon Purpose: Introduces how to use the QMERA module in Materials Studio. Special attention is paid to preparing the system and which type of embedding scheme to use. Modules: Materials Visualizer, QMERA Time: Prerequisites: None The Stone-Wales (SW) defect is a common defect on carbon nanotubes that is thought to have important implications for their mechanical properties (see Andzelm et al., 2006). The 90° rotation of two carbon atoms around the midpoint of the C-C bond transforms four hexagons into two pentagons and two heptagons. This substructure is known as Stone-Wales defect. In this tutorial you will calculate the formation energy of a nonchiral SW defect (SW1). The following steps will be covered here: Getting started QM region definition QMERA calculation Analysis of results Note: In order to ensure that you can follow this tutorial exactly as intended, you should use the 1. Getting started Begin by starting Materials Studio and creating a new project. Open the New Project dialog and enter Stone-Wales as the project name, click the OK button. The new project is created with Stone-Wales listed in the Project Explorer. 2. Structure preparation The first thing you need to do is prepare the structure of the single-walled nanotube (SWNT). Select Build | Build Nanostructure | Single-Wall Nanotube from the menu bar. Change the N and M indices to 8 and 0 respectively. This corresponds to a nanotube of 6.26 ? diameter.

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

晶体生长计算与模拟软件之FEMAG

晶体生长计算软件FEMAG 20世纪80年代中期，鲁汶大学Fran?ois Dupret教授带领其团队，开始晶体生长的研究，经过10多年的行业研发及应用，Fran?ois Dupret教授于2003年成立了FEMAGSoft公司（总部设在比利时Louvain-la-Neuve市），正式推出晶体生长数值仿真软件FEMAG。如今，FEMAG软件已成为全球行业用户高度认可的数值仿真工具，在晶体生长数值模拟领域处于国际领先地位。 FEMAG Soft擅长所有类型晶体材料生长方面的工艺模拟专业技术，比如：?直拉法（Czochralski） ?区熔法（Floating Zone） ?适用于铸锭定向凝固过程工艺（DS），Bridgman法 ?物理气相传输法（PVT） 产品模块 1.FEMAG/CZ-Czochralski (CZ) Process 适用于Czochralski直拉法生长工艺和Kyropoulos生长工艺 2.FEMAG/DS-Directional Solidification (DS) Process 适用于铸锭定向凝固过程工艺 3.FEMAG/FZ-Float Zone Process (FZ) 适用于区熔法生长工艺

主要功能 1.全局热传递分析 “全局性”即包涵所有拉晶要素在内，并考虑传热模式的耦合。全局热传递模拟分析，主要考虑:炉内的辐射和传导、熔体对流和炉内气体流量分析。 2.热应力分析 按照经验，一般情况下，晶体位错的产生与晶体生长过程中热应力的变化有着密切的关系。该软件可以进行三维的非轴对称和非各向同性温度场热应力分析计算，可以提出对晶体总的剪切力预估。 “位错”的产生是由于在晶体生长过程中,热剪应力超越临界水平,被称为CRSS(临界分剪应力)，而导致的塑性变形。 3.点缺陷预报 该软件可以预知在晶体生长过程中的点缺陷(自裂缝和空缺),该仿真可以很好的预测在晶体生长过程中点缺陷的分布。 4.动态仿真 动态仿真提供了对复杂几何形状对于时间演变的预测。该预测把发生在晶体生长和冷却过程中所有瞬时的影响因素都考虑在内。为了准确地预报晶体点缺陷和氧分,布动态仿真尤其是不可或缺的。 5.固液界面跟踪 在拉晶的过程中准确预测固液界面同样是一个关键问题。对于不同的柑祸旋转速度和不同的提拉高度,其固液界面是不同的。 6.加热器功率预测 利用软件动态仿真反算加热功率对于生长合格晶体也是非常必要的。

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

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

数值模拟软件大全

数值模拟软件大全 GEO-SLOPE Offical WebSite: www. geo-slope. com SLOPE/W: 专业的边坡稳定性分析软件, 全球岩土工程界首 选的稳定性分析软件 SEEP/W: 专业的地下渗流分析软件, 第一款全面处理非饱和土体渗流问题的商业化软件 SIGMA/W: 专业的岩土工程应力应变分析软件, 完全基于土(岩)体本构关系建立的专业有限元软件 QUAKE/W: 专业的地震应力应变分析软件, 线性、非线性土体的水平向与竖向耦合动态响应分析软件 TEMP/W: 专业的温度场改变分析软件, 首款最具权威、涵盖范围广泛的地热分析软件 CTRAN/W: 专业的污染物扩散过程分析软件, 超值实用、最具性价比的地下水环境土工软件 AIR/W:专业的空气流动分析软件, 首款处理地下水-空气-热相互作用的专业岩土软件 VADOSE/W: 专业的模拟环境变化、蒸发、地表水、渗流及地下水对某个区或对象的影响分析软件, 设计理论相当完善和全面的环境土工设计软件 Seep3D(三维渗流分析软件)是GeoStudio2007专门针对工程结构中的真实三维渗流问题, 而开发的一个专业软件, Seep3D软件将强大的交互式三维设计引入饱和、非饱和地下水的建模中, 使用户可以迅速分析各种各样的地下水渗流问题. 特点:GeoStudio其实就是从鼎鼎大名的GEO-SLOPE发展起来的, 以边坡分析出名, 扩展到整个岩土工程范围, 基于. NET平台开发的新一代岩土工程仿真分析软件, 尤其是VADOSE/W模块是极具前瞻性的, 环境岩土工程分析的利器. 遗憾的是其模块几乎都只提供平面分析功能. Rocscience Offical WebSite: www. rocscience. com Rocscience 软件的二维和三维分析主要应用在岩土工程和 采矿领域, 该软件使岩土工程师可以对岩质和土质的地表 和地下结构进行快速、准确地分析, 提高了工程的安全性并 减少设计成本. Rocscience 软件对于岩土工程分 析和设计都很方便, 可以帮助工程师们得到快速、正确的解答. Rocscience 软件对于用户最新的项目都有高效的解算结果, 软件操作界面是基于WINDOWS 系统的交互式界面. Rocscience 软件自带了基于CAD 的绘图操作界面, 可以随意输入多种格式的数据进行建模, 用户可以快速定义模型的材料属性、边界条件等, 进行计算得到自己期望的结果. Rocscience 软件包括以下十三种专业分析模块: Slide 二维边坡稳定分析模块

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

Materials Studio是Accelrys专为材料科学领域开发的可运行于PC机上的新一代材料计算软件

Materials Studio是Accelrys专为材料科学领域开发的可运行于PC机上的新一代材料计算软件，可帮助研究人员解决当今化学及材料工业中的许多重要问题。Materials Studio 软件采用Client/Server结构，客户端可以是Windows 98、2000或NT系统，计算服务器可以是本机的Windows 2000或NT，也可以是网络上的Windows 2000、Windows NT、Linux或UNIX系统。使得任何的材料研究人员可以轻易获得与世界一流研究机构相一致的材料模拟能力。 Materials Studio 由分子模拟软件界的领先者--美国ACCELRYS公司在2000年初推出的新一代的模拟软件Materials Studio,将高质量的材料模拟带入了个人电脑（PC）的时代。 Materials Studio是ACCELRYS 公司专门为材料科学领域研究者所涉及的一款可运行在PC上的模拟软件。他可以帮助你解决当今化学、材料工业中的一系列重要问题。支持Windows98、NT、Unix以及Linux等多种操作平台的Materials Studio使化学及材料科学的研究者们能更方便的建立三维分子模型，深入的分析有机、无机晶体、无定形材料以及聚合物。 任何一个研究者，无论他是否是计算机方面的专家，都能充分享用该软件所使用的高新技术，他所生成的高质量的图片能使你的讲演和报告更引人入胜。同时他还能处理各种不同来源的图形、文本以及数据表格。 多种先进算法的综合运用使Material Studio成为一个强有力的模拟工具。无论是性质预测、聚合物建模还是X射线衍射模拟，我们都可以通过一些简单易学的操作来得到切实可靠的数据。灵活方便的Client-Server结构还是的计算机可以在网络中任何一台装有NT、Linux或Unix操作系统的计算机上进行，从而最大限度的运用了网络资源。 ACCELRYS的软件使任何的研究者都能达到和世界一流工业研究部门相一致的材料模拟的能力。模拟的内容囊括了催化剂、聚合物、固体化学、结晶学、晶粉衍射以及材料特性等材料科学研究领域的主要课题。 Materials Studio采用了大家非常熟悉Microsoft标准用户界面，它允许你通过各种控制面板直接对计算参数和计算结构进行设置和分析。 模块简介： 基本环境 MS.Materials Visualizer 分子力学与分子动力学 MS.DISCOVER https://www.sodocs.net/doc/453153678.html,PASS