VASP(計算前的各種測試)

1、（計算前的）驗(yàn)證一、檢驗(yàn)贗勢的好壞：（一）方法：對單個原子進(jìn)行計算；（二）要求：1、對稱性和自旋極化均采用默認(rèn)值；2、ENCUT要足夠大；3、原胞的大小要足夠大，一般設(shè)置為15 足矣，對某些元素還可以取得更小一些。（三）以計算單個Fe原子為例：1、INCAR文件：SYSTEM = Fe atomENCUT = 450.00 eVNELMDL = 5 ! make five delays till charge mixing，詳細(xì)意義見注釋一ISMEAR = 0SIGMA=0.12、POSCAR文件：atom15.001.00 0.00 0.000.00 1.00 0.000.00 0.00 1

2、.001Direct0 0 03、KPOINTS文件：（詳細(xì)解釋見注釋二。）Automatic0Gamma1 1 10 0 04、POTCAR文件：（略）注釋一：關(guān)鍵詞“NELMDL”:A）此關(guān)鍵詞的用途：指定計算開始時電子非自洽迭代的步數(shù)（即推薦精選NELMDL gives the number of non-selfconsistent steps at the beginning），目的是make calculations faster?！胺亲郧ⅰ敝傅氖潜３謈harge density不變，由于Charge density is used to set up the Hamiltonia

3、n, 所以“非自洽”也指保持初始的哈密頓量不變。B）默認(rèn)值（default value）: NELMDL = -5 (當(dāng)ISTART=0, INIWAV=1, and IALGO=8時) NELMDL = -12 (當(dāng) ISTART=0, INIWAV=1, and IALGO=48時) NELMDL = 0 (其他情況下)NELMDL might be positive or negative. A positive number means that a delay is applied after each ionic movement - in general not a conven

4、ient option. （在每次核運(yùn)動之后）A negative value results in a delay only for the start-configuration. （只在第一步核運(yùn)動之前） C）關(guān)鍵詞“NELMDL”為什么可以減少計算所需的時間？Charge density is used to set up the Hamiltonian, then the wavefunctions are optimized iteratively so that they get closer to the exact wavefunctions of this Hamilton

5、ian. From the optimized wavefunctions a new charge density is calculated, which is then mixed with the old input-charge density. A brief flowchart is given below.（參自Manual P105頁） 一般情況下，the initial guessed wavefunctions是比較離譜的，在前NELMDL次非自洽迭代過程中保持charge density不變、保持初始的哈密頓量不變，只對推薦精選wavefunctions進(jìn)行優(yōu)化，在得到

6、一個與the exact wavefunctions of initial Hamiltonian較為接近的wavefunctions后，再開始同時優(yōu)化charge density。這樣一來，計算時間要比一開始就同時優(yōu)化charge density 和wavefunctions短得多。注釋二：為什么這里只需要一個k點(diǎn)？ For atoms and molecules, the Bloch theorem does not apply, hence there is no need to use more than one single k-point. When more k-points a

7、re used, only the interaction between the atoms (which should be zero) is described more accurately. （三）計算任務(wù)執(zhí)行方法：輸入：vasp（四）贗勢好的判斷標(biāo)準(zhǔn)：計算得到的OUTCAR文件中的“energy without entropy”能量值在 -0.001-0.01 eV之間。推薦精選二、篩選合適的ENCUT大?。海ㄒ唬┹斎胛募?、用腳本程序optencut.sh代替INCAR文件：rm WAVECARfor i in 100 150 200 250 300 350 400 450 5

8、00 550 600docat INCAR commentdone2、POSCAR文件：bcc Fe2.8661.00 0.00 0.000.00 1.00 0.000.00 0.00 1.002Direct0 0 00.5 0.5 0.53、KPOINTS文件：Automatic generation0Monkhorst-Pack9 9 90.0 0.0 0.04、POTCAR文件：（略）（二）計算任務(wù)執(zhí)行方法：輸入：dos2unix optencut.shbash optencut.sh（三）判別標(biāo)準(zhǔn)：計算完成后得到comment文件，它列出了在每個ENCUT時計算得到的相應(yīng)的總能，只要總

9、能變化在0.001 eV左右就足夠了。推薦精選三、選擇合適的k點(diǎn)數(shù)目：（一）輸入文件：1、INCAR文件：SYSTEM = bcc Fe ENCUT = 450.00 eVISTART = 0 ; ICHARG = 2ISMEAR = -5PREC = Accurate2、POSCAR文件：bcc Fe2.8661.00 0.00 0.000.00 1.00 0.000.00 0.00 1.002Direct0 0 00.5 0.5 0.53、用腳本程序optkpoints.sh代替KPOINTS文件：rm WAVECARfor i in 5 7 9 11 13 15docat KPOINTS

10、 commentdone4、POTCAR文件：（略）（二）計算任務(wù)執(zhí)行方法：輸入：dos2unix optkpoints.shbash optkpoints.sh（三）判別標(biāo)準(zhǔn)：計算完成后得到comment文件，它列出了在k點(diǎn)數(shù)目與總能的對應(yīng)值，只要總能變化在0.001 eV左右就非常足夠了。推薦精選四、優(yōu)化選擇合適的SIGMA值（展寬值）：（一）為什么要優(yōu)化SIGMA值？若展寬太小，則計算難以收斂；若展寬太大，則會產(chǎn)生多余的熵(entropy)，因此必須選擇合適的值。(Too large smearing-parameters might result in a wrong total en

11、ergy, small smearing parameters require a large k-point mesh.)（二）ISMEAR和SIGMA：1、ISMEAR和SIGMA這兩個關(guān)鍵詞要聯(lián)合起來使用，前者用來指定smearing的方法，后者用來指定smearing的展寬 值。2、ISMEAR和SIGMA的默認(rèn)值分別為1和0.2。3、ISMEAR可能的取值為-5，-4，-3，-2，-1，0，N (N表示正整數(shù))：ISMEAR-5，表示采用Blochl修正的四面體方法；ISMEAR-4，表示采用四面體方法，但是沒有Blochl修正；ISMEAR-1，表示采用Fermi-Dirac sm

12、earing方法；ISMEAR0，表示采用Gaussian smearing方法；ISMEARN，表示采用Methfessel-Paxton smearing方法，其中N是表示此方法中的階數(shù)，一般情況下N取1或2, 但是In most cases and leads to very similar results。4、值一般在0.10.3 eV范圍內(nèi)。5、ISMEAR取值的一些經(jīng)驗(yàn)：（1）一般說來，無論是對何種體系，進(jìn)行何種性質(zhì)的計算，采用ISMEAR0并選擇一個合適的SIGMA值，都能得到合理的結(jié)果。（2）在進(jìn)行靜態(tài)計算（能量單點(diǎn)計算, no relaxation in metals）或態(tài)密

13、度計算且k點(diǎn)數(shù)目大于4時，取ISMEAR-5。（3）當(dāng)原胞較大而k點(diǎn)數(shù)目較?。ㄐ∮?個）時，取ISMEAR0，并選擇一個合適的SIGMA值。(if the cell is too large (or if you use only a single or two k-points) use ISMEAR=0 in combination with a small SIGMA=0.05)（4）對半導(dǎo)體或絕緣體，不論是靜態(tài)還是結(jié)構(gòu)優(yōu)化計算，都取ISMEAR-5。(Mind: Avoid to use ISMEAR0 for semiconductors and insulators, since

14、it might cause problems. For insulators use ISMEAR=0 or ISMEAR=-5.)（5）對金屬體系(for relaxations in metals)，取ISMEAR1或2，并選擇一個合適的SIGMA值。（三）當(dāng)采用ISMEAR0或N時，如何優(yōu)化選擇合適的SIGMA值？（以bcc Fe為例）推薦精選1、用腳本程序optsigma.sh代替INCAR文件：rm WAVECARfor i in 0.10 0.12 0.14 0.16 0.18 0.20 0.22 0.24 0.26 0.28 0.30docat INCAR commentdone2、POSCAR文件：bcc Fe2.8661.00 0.00 0.000.00 1.00 0.000.00 0.00 1.002Direct0 0 00.5 0.5 0.53、KPOINTS文件：Automatic generation0Monkhorst-Pack9 9 90.0 0.0 0.04、POTCAR文件：（略）（四）計算任務(wù)執(zhí)行方法：輸入：dos2unix optsigma.shbash optsigma.sh（五）判斷標(biāo)準(zhǔn)：熵(entropy)越小越好，選擇entropy T*S EENTRO值中最小的那個所對應(yīng)的SIGMA。( SIGMA sho