VASP(計(jì)算前的各種測試)

1、（計(jì)算前的）驗(yàn)證、檢驗(yàn)贋勢的好壞：（一）方法：對單個(gè)原子進(jìn)行計(jì)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(jì)算單個(gè)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 0.00 0.00 1.00 0.00 0.00

2、0.00 1.001 Direct3、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(jì)算開始時(shí)由子非自洽迭代的步數(shù)（即NELMDL gives the nu mber of non-selfc on siste nt steps at the begi nning.目的是 make calculations faster?！胺亲郧ⅰ敝傅氖潜３?charge density不變，由于 Charge density is used to set up the H

3、amiltonian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, INIWA V=1, and IALGO=8 時(shí)）NELMDL = -12（當(dāng) ISTART=0, INIWA V=1, and IALGO=48 時(shí)）NELMDL = 0（其他情況下）NELMDL might be positive or n egative.A positive number means that a delay is applied after each ionicmoveme nt - in gen eral not

4、a convenient opti on.（在每次核運(yùn)動(dòng)之后 ）A n egative value results in a delay on ly for the start-c on figurati on.（只在第一步核運(yùn)動(dòng)之前）C）關(guān)鍵詞“ NELMDL ”為什么可以減少計(jì)算所需的時(shí)間？Charge density is used to set up the Hamiltonian, then the wavef un cti ons are optimized iteratively so that they get closer to the exact wavef un cti

5、ons of this Hamilt onian. From the optimized wavef un cti ons a new charge density is calculated, which is then mixed with the old in put-charge den sity. A brief flowchart is give n below.（參自 Manual P105 頁）Initial gurssed pi（l and %set up Hamiltonian （the matrixDone15 Pi. from p.«nd old般情況下，th

6、e 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wavefunctions進(jìn)行優(yōu)化，在得到一個(gè)與the exactwavefunctions of initial Hamiltonian 較為接近的 wavefunctions 后，再開始同時(shí)優(yōu)化charge density這樣一來，計(jì)算時(shí)間要比一開始就同時(shí)優(yōu)化 charge density 和 wavefunctions 短得多。注釋二：為什么這里只需要一個(gè) k點(diǎn)？For atoms and molecules,

7、 the Bloch theorem does not apply, hence there is no n eed to use more tha n one sin gle k-po int. Whe n more k-po ints are used, only the interaction between the atoms （which should be zero） is described more accurately.（三）計(jì)算任務(wù)執(zhí)行方法：輸入：vasp（四） 贋勢好的判斷標(biāo)準(zhǔn)：計(jì)算得到的OUTCAR文件中的“ energy without entropy”能量值在 -0

8、.001-0.01 eV之間。二、篩選合適的ENCUT大小：(一) 輸入文件：1、用腳本程序optencut.sh代替INCAR文件:rm WAVECARfori in 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600docat > INCAR <<!SYSTEM = bcc FeENCUT = $iISTART = 0 ; ICHARG = 2ISMEAR = -5PREC = Accurate!echo "ENCUT = $i eV" time vaspE=$(grep "TOTEN" OUTC

9、AR | tail -1| awk 'pri ntf "%12.6f n", $5')echo $i $E >> comme ntdone2、POSCAR 文件：bcc Fe2.8661.000.000.000.001.000.000.000.001.002Direct0 0 00.5 0.5 0.53、KPOINTS 文件：Automatic gen erati on0Mon khorst-Pack9 9 90.0 0.0 0.04、POTCAR 文件：（略）（二）計(jì)算任務(wù)執(zhí)行方法：輸入：dos2unix optencut.shbash opt

10、e ncut.sh（三）判別標(biāo)準(zhǔn)：計(jì)算完成后得到 comment文件，它列出了在每個(gè)ENCUT時(shí)計(jì)算得到的相應(yīng)的總能，只要總能變化在 0.001 eV左右就足夠了三、選擇合適的k點(diǎn)數(shù)目：（一）輸入文件：1、INCAR 文件：SYSTEM = bcc FeENCUT = 450.00 eVISTART = 0 ; ICHARG = 2 ISMEAR = -5PREC = Accurate2、POSCAR 文件：bcc Fe2.8661.000.000.000.001.000.000.000.001.002Direct0 0 00.5 0.5 0.53、用腳本程序optkpoints.sh代替KP

11、OINTS文件：rm WAVECARfor i in 5 7 9 11 13 15docat > KPOINTS <<!Automatic gen erati on0Mon khorst-pack$i $i $i0.0 0.0 0.0!echo " k mesh = $i x $i x $i" time vaspE=$（grep "TOTEN" OUTCAR | tail -1| awk 'pri ntf "%12.6f n", $5'）KP=$（grep "irreducible"

12、; OUTCAR | tail -1| awk 'pri ntf "%5i n", $2'）echo $i $KP $E >> comme ntdone4、POTCAR 文件：（略）（二）計(jì)算任務(wù)執(zhí)行方法：輸入：dos2unix optkpoints.shbash optkpo in ts.sh（三）判別標(biāo)準(zhǔn)：計(jì)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 四、優(yōu)化選擇合適的SIGMA值(展寬c值)：(一) 為什么要優(yōu)化SIGMA值？若展寬c太小，則計(jì)算難以收斂；若展寬c太大，則

13、會(huì)產(chǎn)生多余的熵(entropy), 因此必須選擇合適的 c值。(Too large smearing-parameters might result in a wrong total en ergy, small smeari ng parameters require a large k-po int mesh.)(二) ISMEAR 和 SIGMA :1、 ISMEAR和SIGMA這兩個(gè)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c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，-

14、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 smearing 方法；ISMEAR = 0，表示采用 Gaussian smearing方法； ISMEAR = N，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 / = I and N = 2 leads to very similar results。4、c值一般在0

15、.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(jì)算，采用ISMEAR = 0并 選擇一個(gè)合適的SIGMA值，都能得到合理的結(jié)果。(2) 在進(jìn)行靜態(tài)計(jì)算(能量單點(diǎn)計(jì)算，no relaxation in metals )或態(tài)密度計(jì)算且k點(diǎn) 數(shù)目大于4時(shí)，取ISMEAR = -5。(3) 當(dāng)原胞較大而k點(diǎn)數(shù)目較小(小于4個(gè))時(shí)，取ISMEAR = 0,并選擇一個(gè) 合適的 SIGMA 值。(if the cell is too large (or if you use only a single or two k-points) use IS

16、MEAR=0 in combi natio n 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(jì)算，都取ISMEAR =-5°(Mind:Avoid to use ISMEAR>0 for semic on ductors and in sulators, si nee it might cause problems. For in sulators use ISMEAR=0 or ISMEAR=-5.)(5) 對金屬體系(for relaxations in metals)，取ISMEAR = 1或2，并選擇一個(gè)合適的 SIG

17、MA 值。(三) 當(dāng)采用ISMEAR = 0或N時(shí)，如何優(yōu)化選擇合適的SIGMA值？(以bcc Fe為例)1、用腳本稈序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 0.30 docat > INCAR <<!SYSTEM = bcc FeENCUT = 450GGA = 91ISTART = 0 ; ICHARG = 2ISMEAR = 0 ; SIGMA = $iPREC = Accurate!echo " SIGMA = $i

18、eV " time vaspTS=$(grep "EENTRO" OUTCAR | tail -1 | awk 'printf "%12.6f n", $5') echo $i $TS >> commentdone2、POSCAR 文件：bcc Fe2.8661.000.000.000.001.000.000.000.001.002 Direct 0 0 0 0.5 0.5 0.53、KPOINTS 文件：Automatic generation0Monkhorst-Pack9 9 90.0 0.0 0.04、POTCAR 文件：(略)(四)計(jì)算任務(wù)執(zhí)行方法：輸入： dos2unix optsigma.shbash optsigma.sh(五