VASP參數(shù)設(shè)置詳解

1、VASP參數(shù)設(shè)置詳解計(jì)算材料 2010-11-30 20:11:32 閱讀197 評(píng)論0 字號(hào)：大中小 訂閱 轉(zhuǎn)自小木蟲，略有增減 軟件主要功能： 采用周期性邊界條件（或超原胞模型）處理原子、分子、團(tuán)簇、納米線（或管）、薄膜、晶體、準(zhǔn)晶和無定性材料，以及表面體系和固體l 計(jì)算材料的結(jié)構(gòu)參數(shù)（鍵長、鍵角、晶格常數(shù)、原子位置等）和構(gòu)型l 計(jì)算材料的狀態(tài)方程和力學(xué)性質(zhì)（體彈性模量和彈性常數(shù)）l 計(jì)算材料的電子結(jié)構(gòu)（能級(jí)、電荷密度分布、能帶、電子態(tài)密度和ELF）l 計(jì)算材料的光學(xué)性質(zhì)l 計(jì)算材料的磁學(xué)性質(zhì)l 計(jì)算材料的晶格動(dòng)力學(xué)性質(zhì)（聲子譜等）l 表面體系的模擬（重構(gòu)、表面態(tài)和STM模擬）l 從頭分子

2、動(dòng)力學(xué)模擬l 計(jì)算材料的激發(fā)態(tài)（GW準(zhǔn)粒子修正）計(jì)算主要的四個(gè)參數(shù)文件：INCAR ,POSCAR,POTCAR ,KPOINTS,下面簡要介紹，詳細(xì)權(quán)威的請(qǐng)參照手冊(cè)INCAR文件：該文件控制VASP進(jìn)行何種性質(zhì)的計(jì)算，并設(shè)置了計(jì)算方法中一些重要的參數(shù)，這些參數(shù)主要包括以下幾類：l 對(duì)所計(jì)算的體系進(jìn)行注釋：SYSTEMl 定義如何輸入或構(gòu)造初始的電荷密度和波函數(shù)：ISTART，ICHARG，INIWAVl 定義電子的優(yōu)化 平面波切斷動(dòng)能和綴加電荷時(shí)的切斷值：ENCUT，ENAUG 電子部分優(yōu)化的方法：ALGO，IALGO，LDIAG 電荷密度混合的方法：IMIX，AMIX，AMIN，BMIX，

3、AMIX_MAG，BMIX_MAG，WC，INIMIX，MIXPRE，MAXMIX 自洽迭代步數(shù)和收斂標(biāo)準(zhǔn)：NELM，NELMIN，NELMDL，EDIFFl 定義離子或原子的優(yōu)化 原子位置優(yōu)化的方法、移動(dòng)的步長和步數(shù)：IBRION，NFREE，POTIM，NSW 分子動(dòng)力學(xué)相關(guān)參數(shù)：SMASS，TEBEG，TEEND，POMASS，NBLOCK，KBLOCK，PSTRESS 離子弛豫收斂標(biāo)準(zhǔn)：EDIFFGl 定義態(tài)密度積分的方法和參數(shù) smearing方法和參數(shù)：ISMEAR，SIGMA 計(jì)算態(tài)密度時(shí)能量范圍和點(diǎn)數(shù)：EMIN，EMAX，NEDOS 計(jì)算分波態(tài)密度的參數(shù)：RWIGS，LORBI

4、Tl 其它 計(jì)算精度控制：PREC 磁性計(jì)算：ISPIN，MAGMOM，NUPDOWN 交換關(guān)聯(lián)函數(shù)：GGA，VOSKOWN 計(jì)算ELF和總的局域勢(shì)：LELF，LVTOT 結(jié)構(gòu)優(yōu)化參數(shù)：ISIF 等等。 主要參數(shù)說明如下：? SYSTEM：該輸入文件所要執(zhí)行的任務(wù)的名字。取值：字符串，缺省值：SYSTEM ? NWRITE：輸出內(nèi)容詳細(xì)程度。取值：04，缺省值：2如果是做長時(shí)間動(dòng)力學(xué)計(jì)算的話，最好選0或1(首末步/每步核運(yùn)動(dòng)輸出)，短時(shí)運(yùn)算用2，選3則會(huì)在出錯(cuò)的時(shí)候給出說明信息。 ? ISTART：決定是否讀取WAVECAR文件。取值：02，缺省0/1 for無/有前次計(jì)算的WAVECAR（波

5、函數(shù)）0：begin 'from scratch'，根據(jù)INIWAV初始化波函數(shù)1：restart with constant energy cut-off，從WAVECAR讀取波函數(shù)（重定義平面波集）2：restart with constant basis set，從WAVECAR讀取波函數(shù)（平面波集不變） ? ICHARG：決定如何建立初始電荷密度。取值：02，缺省值: if ISTART=0 2 else 00：由初始波函數(shù)計(jì)算電荷密度1：從CHGCAR文件讀取電荷密度2：使用原子電荷密度的疊加+10非自洽計(jì)算 ? ISPIN：是否進(jìn)行spin polarized ca

6、lculation。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）時(shí)，指定每個(gè)原子的初始磁化時(shí)刻。取值：實(shí)數(shù)數(shù)組，缺省值:對(duì)ISPIN=2 NIONS*1.0，對(duì)非共線型磁化體系3*NIONS*1.0 ? INIWAV如何設(shè)置初始波函數(shù)，只在ISTART=0時(shí)使用。取值：0，1（0-最低動(dòng)能的平面波，1-隨機(jī)數(shù)），缺省值：1。 ? IDIPOL控制計(jì)算單極、偶極和四極修正。取值：14。13只計(jì)算第一/二/三晶矢方向，適于厚板（slab）的計(jì)算4 所有方向都計(jì)算，適于計(jì)算孤立分子 ? PREC進(jìn)動(dòng)（pre

7、cession）。取值：low/medium/high/normal/ accurate/single)，缺省值: Normal（VASP.4.X）；Medium（VASP.5.X）VASP4.5+采用了優(yōu)化的accurate來替代high，所以一般不推薦使用high。不過high可以確?！敖^對(duì)收斂”，作為參考值有時(shí)也是必要的。同樣受推薦的是normal，適于作為日常計(jì)算選項(xiàng)。受PREC影響的參數(shù)有四類：ENCUT；NGX，NGY，NGZ；NGXF，NGYF，NGZF；ROPT。如果設(shè)置了PREC，這些參數(shù)就都不需要出現(xiàn)了，當(dāng)然直接設(shè)置相應(yīng)的參數(shù)也有同樣效果。具體影響效果見p5354。 ? E

8、NCUT平面波基組的截?cái)嗄芰浚╡V）。取值：實(shí)數(shù)，缺省值：受PREC設(shè)置影響，從POTCAR文件中找出相應(yīng)的ENMAX/ENMIN值來設(shè)置。PREC = Low Medium Accurate NormalENCUT = ENMIN ENMAX ENMAX ENMAX Single HighENMAX ENMAX*1.3對(duì)于多個(gè)元素不同的ENMAX/ENMIN，都取最大值。該參數(shù)非常重要，最好不要手工去設(shè)置，除非文獻(xiàn)告訴你要用多少，或者經(jīng)過結(jié)果可靠性的驗(yàn)證。當(dāng)然，為了測(cè)試一下提交的任務(wù)，也不妨先設(shè)個(gè)較小的值。 ? NGX，NGY，NGZ：控制FFT網(wǎng)格在三個(gè)晶矢方向上的格點(diǎn)數(shù)量。? NGFX，

9、NGFY，NGFZ：控制第二次更精確的FFT網(wǎng)格的格點(diǎn)數(shù)量。也是兩類重要的最好不要去動(dòng)的參數(shù)。在未指定的情況下將根據(jù)PREC的設(shè)置從POTCAR中自動(dòng)讀取。PREC=High/Accurate，基組中向量的2倍值，用來避免wrap around errors，得到精確解。PREC=Low/Medium/Normal，基組中向量的3/4倍值（已足夠精確到 1 meV/atom）。 ? LREAL:決定投射是在實(shí)空間還是倒易空間進(jìn)行。取值：.TRUE.（實(shí)空間）/.FALSE.（倒易空間），缺省值：.FALSE.用于求解贗勢(shì)的非局域部分用到的一個(gè)積分，在倒格空間里采用平面波基組求解，在實(shí)空間里則采

10、用積分球求解。其他還有兩個(gè)選項(xiàng)：O or On，A or Auto。On和.TRUE.的差別在于是否使用King-Smith算法優(yōu)化，設(shè)為Auto則進(jìn)行自動(dòng)選擇，推薦使用。 ? ROPT:在LREAL=Auto or On時(shí)，優(yōu)化控制每個(gè)核周圍的積分球內(nèi)的格點(diǎn)數(shù)。取值：實(shí)數(shù)數(shù)組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 re

11、al 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：控制電子自洽循環(huán)步數(shù)。取值：整數(shù)NELM：電子自洽循環(huán)最大次數(shù)。缺省值：60NELMIN：電子自洽循環(huán)最小次數(shù)。缺省值：2NELMDL：弛豫次數(shù)。缺省值：if ISTART=0, INIWAV=1, and IALGO=8，-5，if IS

12、TART=0, INIWAV=1, and IALGO=48，-12，else 0NELMDL可以取負(fù)值。如果初始波函數(shù)采用隨機(jī)賦值，即ISTART=0，INIWAV=1，那么很可能開始的值比較離譜，那么在第一步核運(yùn)動(dòng)循環(huán)之前采用NELMDL（負(fù)值）步的非自洽（保留初始的H）步計(jì)算將減少計(jì)算所需的時(shí)間。 ? EDIFF：指定電子自洽循環(huán)的全局中斷條件，用于控制收斂精度。取值：實(shí)數(shù)，缺省值：10-4注意，即使EDIFF=0，NELM步電子自洽循環(huán)也會(huì)執(zhí)行。 ? EDIFFG：指定離子弛豫循環(huán)的中斷條件，用于控制核運(yùn)動(dòng)的收斂精度。取值，實(shí)數(shù)，缺省值：10*EDIFFEDIFFG>0在兩個(gè)離子

13、步的總自由能之差小于EDIFFG時(shí)停止EDIFFG<0在所有的力都小于EDIFFG時(shí)停止。EDIFFG=0在NSW步弛豫后停止此參數(shù)不支持MD，僅用于弛豫。 ? NSW：給出最大離子步數(shù)。取值：整數(shù)，缺省值：0。 ? NBLOCK，KBLOCK：取值：整數(shù)，缺省值：NBLOCK = 1，KBLOCK = NSW在NBLOCK離子步后對(duì)成對(duì)相關(guān)函數(shù)和DOS進(jìn)行計(jì)算，并且把離子配置寫入XDATCAR文件。在KBLOCK*NBLOCK步主循環(huán)后平均的成對(duì)相關(guān)函數(shù)和DOS被寫入PCDAT和DOSCAR文件。 ? IBRION：決定離子怎樣更新和運(yùn)動(dòng)。取值：-13，58（-1-無更新，0-MD，1

14、-RMM-DIIS，2-共軛梯度算法，3-Damped MD，5,6：有限差分，7,8：密度函數(shù)擾動(dòng)理論），缺省值：if NSW=0/1，-1，else 0這個(gè)參數(shù)是和ISIF, IALGO/ALGO一起決定怎么算的最重要的參數(shù)。13是三種弛豫的方法，根據(jù)ISIF決定是否固定離子位置、晶胞大小和形狀，在INCAR中必須設(shè)置參數(shù)POTIM。0是標(biāo)準(zhǔn)的ab-initio MD，不受ISIF影響，即不改變晶胞大小和形狀。58支持Hessian Matrix和phonon frequency的計(jì)算以及部分固定的MD。 ? POTIM：IBRION=0時(shí)，給出MD每步步長（fs），IBRION=13時(shí)，

15、給出最小化的度量常量。取值：實(shí)數(shù)，缺省值：IBRION=0無缺省，必須指定，IBRION=1,2,3 0.5 ? ISIF：決定是否計(jì)算應(yīng)力張量以及弛豫中晶胞變化的自由度。取值：06，缺省值：if IBRION=0(MD) 0 else 2 ISIFcalculate calculate relax change change force stress tensor ions cell shapecell volume-0 yes no yes no no1 yes trace only yes no no2 yes yes yes no no3 yes yes yes yes yes4 ye

16、s yes yes yes no5 yes yes no yes no6 yes yes no yes yes7 yes yes no no yestrace only means that only the total pressure is correct ? IWAVPR：決定波函數(shù)和/或電荷密度怎樣從一個(gè)離子配置向下一個(gè)離子配置進(jìn)行推測(cè)。取值：03，1013（0-無推測(cè)，1,11-用原子電荷密度進(jìn)行簡單推測(cè)，2,12-二階推測(cè)，3,13-混合前兩種方法），缺省值：ifIBRION=0(MD),1,2(relaxation) 2 else(靜態(tài)計(jì)算) 0推測(cè)結(jié)果保存在外部文件TMPCAR

17、中，取值+10則全部使用內(nèi)存，不保存此文件。 ? ISYM：決定是否使用對(duì)稱性。取值：-13（-1,0-不使用，1,2,3-使用），缺省值：if使用US-PP 1，if使用PAW 2ISYM=2使用一種效率更高也更節(jié)省內(nèi)存的電荷密度對(duì)稱性，ISYM=3時(shí)僅考慮力和應(yīng)力張量的對(duì)稱性，而電荷密度是非對(duì)稱的。 ? SYMPREC：決定POSCAR文件中給出的位置的精度。取值：實(shí)數(shù)，缺省值：10-5 ? LCORR：決定是否對(duì)非完全自洽計(jì)算中的力進(jìn)行Harris修正。取值：.TRUE./.FALSE.，缺省值：.TRUE. ? TEBEG, TEEND：控制從頭分子動(dòng)力學(xué)計(jì)算中的起始溫度和最終溫度（M

18、D有效）。取值：實(shí)數(shù)，缺省值：TEBEG = 0 TEEND = TEBEG注意VASP的溫度定義與實(shí)際溫度有細(xì)微的差別，所以TEBEG=T×(N-1)/N，T為實(shí)際要求的溫度，N為原子數(shù)。 ? SMASS：控制從頭MD中的速度。取值：-30，缺省值：-3微正則系綜（總自由能不變），-2保持初速度不變，-1每NBLOCK步調(diào)整速度，來保證動(dòng)能連續(xù)，>=0 Nosé算法模擬正則系綜 ? NPACO：成對(duì)相關(guān)函數(shù)的槽數(shù)。取值：整數(shù)，缺省值：256? APACO：成對(duì)相關(guān)函數(shù)求值中的最大距離（?）。取值：整數(shù)，缺省值：16簡單說就是在不超過APACO的NPACO個(gè)距離上求成

19、對(duì)相關(guān)函數(shù)PCF。 ? RWIGS：給出Wigner-Seitz半徑，DOS計(jì)算用。取值：實(shí)數(shù)數(shù)組，缺省值：從POTCAR文件中讀取 ? NELECT：總電子數(shù)，如果系統(tǒng)不是電中性的就必須設(shè)置，所帶電荷作為均一的背景電子氣考慮。取值：實(shí)數(shù)，缺省值：-（價(jià)電子數(shù)），由POSCAR和POTCAR文件自動(dòng)決定（通常不必給出）。 ? NUPDOWN上下自旋成分間的電子數(shù)之差。取值：整數(shù)，缺省值：未設(shè)置（此時(shí)將進(jìn)行完全弛豫） ? EMIN, EMAX：DOS求值的最小/最大能量。取值：實(shí)數(shù)，缺省值：EMIN = - (lowest KS-eigenvalue -)，EMAX = - (highest K

20、S-eigenvalue -) ? ISMEAR：決定每個(gè)波函數(shù)的部分占位fnk如何設(shè)置。取值：-5 | -4 | -3 | -2 | 0 | N（-5-帶有Blochl修正的四面體方法, -4-不帶Blochl修正的四面體方法, -3-根據(jù)INCAR文件中提供的smearing參數(shù)執(zhí)行循環(huán)，-2-從WAVECAR文件中讀取, -1-Fermi-smearing, 0-Gaussian smearing, >0-method of Methfessel-Paxton orderN，缺省值：1采用部分占位波函數(shù)，用一個(gè)函數(shù)來平滑積分，尤其是對(duì)于金屬體系可減少k點(diǎn)。 ? SIGMA：決定sm

21、earing的寬度（eV）。取值：實(shí)數(shù)，缺省值：0.2 ? ALGO：指定電子最小化算法。取值：Normal(blocked Davidson block iteration scheme)/VeryFast(RMM-DIIS)/Fast (前兩個(gè)算法的混合)/All(波函數(shù)的所有帶同時(shí)更新)/ Damped(damped velocity friction algorithm)，缺省值: Normal ? IALGO：指定主算法（整數(shù)選擇算法）。取值：8(共軛梯度算法)/38(Davidson block iteration scheme)/48(RMM-DIIS)，缺省值：38算法是最重要

22、的參數(shù)之一。一般VASP推薦使用的是以上三種算法，一般來說8/38是初期比較快收斂，在接近平衡時(shí)采用48較快，在初期或MD時(shí)使用48可能會(huì)遇到不收斂的情況。也可以使用ALGO參數(shù)來替代IALGO，設(shè)置Fast，VASP會(huì)先用38，再自動(dòng)切換到48。各種算法只要收斂，結(jié)果應(yīng)該一致。另一個(gè)可能有用的選項(xiàng)是-1。不進(jìn)行實(shí)際的計(jì)算，只對(duì)重要的步驟做計(jì)算測(cè)試，并將測(cè)試得到的各部分耗時(shí)輸出到OUTPUT中。 ? VOSKOWN：決定是否使用VWN插值算法。取值：0(不使用)/1(使用)，缺省值：0如果使用了PW91泛函或需要計(jì)算磁性質(zhì)時(shí)可以設(shè)為1使用。 ? Mixing-tags：w IMIX：混合的類型

23、，取值：整數(shù)，缺省值：4w AMIX：線性混合參數(shù)。取值：實(shí)數(shù)，缺省值：0.8（US-PP），0.4（PAW）w AMIN：最小混合參數(shù)。取值：實(shí)數(shù)，缺省值：0.1w BMIX：Kerker混合方案的截?cái)嗖ㄏ蛄?。取值：?shí)數(shù)，缺省值：1.0w AMIX_MAG：磁化過程的線性混合參數(shù)。取值：實(shí)數(shù)，缺省值：1.6w BMIX_MAG：磁化過程的Kerker混合方案的截?cái)嗖ㄏ蛄?。取值：?shí)數(shù)，缺省值：1.0w WC：Broyden混合方案中每步的加權(quán)因子。取值：實(shí)數(shù)，缺省值：1000.0w INIMIX：Broyden混合方案中的初始混合類型。取值：整數(shù)，缺省值：1w MIXPRE：Broyden混合

24、方案中的預(yù)處理類型。取值：整數(shù)，缺省值：1w MAXMIX：Broyden混合器中存儲(chǔ)的最大步數(shù)。取值：整數(shù)，缺省值：-45值得注意的是，在MD或者弛豫的時(shí)候，設(shè)置MAXMIX（>0,一般約3倍的電子SC步數(shù)）可能會(huì)大大減少核運(yùn)動(dòng)步數(shù)，但同時(shí)也會(huì)增加對(duì)內(nèi)存的要求。 ? LWAVE,LCHARG：決定是否把波函數(shù)（或電荷密度）寫入外部文件WAVECAR（或CHGCAR和CHG）中。取值：.TRUE./.FALSE.，缺省值：.TRUE. ? LVTOT：決定是否把總局域勢(shì)寫入外部文件LOCPOT中。取值：.TRUE./.FALSE.，缺省值：. FALSE. ? LELF：決定是否創(chuàng)建EL

25、FCAR文件。取值：.TRUE./.FALSE.，缺省值：. FALSE.ELFCAR用于保存ELF(electron localization function)。 ? LORBIT：和適當(dāng)?shù)腞WIGS一起決定是否創(chuàng)建PROCAR或PROOUT文件。取值：0 | 1 | 2 | 5 | 10 | 11 | 12，缺省值：0(創(chuàng)建DOSCAR和PROCAR文件) ? NPAR：用于控制VASP切換到帶間并行模式。取值：整數(shù)，缺省值：總節(jié)點(diǎn)數(shù)。每一個(gè)節(jié)點(diǎn)計(jì)算一個(gè)帶，可以提高并行效率，減少通訊量，但可能會(huì)大幅增加內(nèi)存的需求。 ? NBANDS：給出計(jì)算中實(shí)際的總能帶數(shù)。取值：整數(shù)，缺省值：NELE

26、CT/2+NIONS/2（非自旋），0.6*NELECT + NMAG（自旋）NBANDS的取值應(yīng)使計(jì)算中包含相當(dāng)數(shù)量的空帶。因?yàn)橛?jì)算需要大量的空帶，至少要求1個(gè)空帶（否則VASP會(huì)給出警告）。NBANDS對(duì)于解決內(nèi)存需求非常重要。一般NBANDS在NELECT/2+NIONS/2以上可以得到較為精確的結(jié)果，但如果內(nèi)存不夠就只能減少NBANDS，在犧牲精度和體系大小之間平衡了。POTCAR文件贗勢(shì)文件，最重要的輸入文件之一?？梢岳斫鉃榉肿恿W(xué)模擬中的力場(chǎng)文件，但包含的信息更多。VASP將各元素優(yōu)化的INCAR里的參數(shù)也包含在該文件中，作為支持PREC的缺省選擇。通常各元素的POTCAR文件已經(jīng)

27、包含在VASP軟件包中的贗勢(shì)庫里了，用戶需要做的是確定自己具體需要哪幾種贗勢(shì)，然后按照POSCAR文件里的順序，將所選擇的POTCAR文件按順序連接起來就可以了。如以下命令：cat file1 file2 file3 > POTCAR 贗勢(shì)庫中的贗勢(shì)文件可以分為以下幾類：l 根據(jù)產(chǎn)生方法的不同有Ultra-soft贗勢(shì)（USPP）和投影擴(kuò)充波贗勢(shì)（PAW）；l 根據(jù)交換關(guān)聯(lián)函數(shù)的不同有LDA（local density approximation）和GGA（generalized gradient approximation，又可以再分為PW91和PBE）；l 根據(jù)半芯態(tài)的不同元素A的贗

28、勢(shì)文件還可以分為A，A_sv和A_pv；l 根據(jù)選取的不同截?cái)嗄芰浚‥NMAX）元素A的贗勢(shì)文件還可以分為A，A_s和A_h。 VASP的贗勢(shì)文件放在目錄/vasp/potentials下，該目錄又包含五個(gè)子目錄：pot，pot_GGA，potpaw，potpaw_GGA，potpaw_PBE，其中每個(gè)子目錄對(duì)應(yīng)一種贗勢(shì)形式：pot => PP, LDA；pot_GGA => PP, GGA；potpaw => PAW, LDA；potpaw_GGA => PAW, GGA, PW91；potpaw_PBE => PAW, GGA, PBE。每個(gè)目錄中每種元素根據(jù)

29、截?cái)嗄芰亢桶胄緫B(tài)的不同還會(huì)有多個(gè)對(duì)應(yīng)的贗勢(shì)文件存在。在具體選取時(shí)可以參考各版本同目錄下的V_RHFIN和PSCTR文件，這兩個(gè)文件說明了該版本的贗勢(shì)是如何生成的。 選好所要使用的贗勢(shì)之后，進(jìn)入對(duì)應(yīng)的目錄，會(huì)看到里面有四個(gè)文件：POTCAR.Z，PSCTR.Z，V_RHFIN.Z和WS_FTP.LOG。現(xiàn)在需要用到的是第一個(gè)，把各元素的該文件解壓（zcat POTCAR.Z > file），然后用cp或mv命令把這些文件移到工作目錄里，再用cat命令把它們合并到POTCAR中，就得到了我們需要的POTCAR。注意要記住這里元素的排列順序，以后在POSCAR文件中各元素的排列就是按照這個(gè)順序

30、。 POSCAR文件位置文件。描述所計(jì)算體系的晶胞參數(shù)、原子個(gè)數(shù)及晶胞中原子的位置，以及分子動(dòng)力學(xué)計(jì)算時(shí)原子的初始速度。POSCAR文件示例：Si-fcc5.430.0 0.50 0.500.50 0.00 0.500.50 0.50 0.002Direct0.0 0.00 0.000.25 0.25 0.25 POSCAR文件的結(jié)構(gòu)：第1行：任意文字注釋。第2行：晶格常數(shù)（?），也是晶矢的縮放系數(shù)，后面所有長度值得自原值除以此值。a=b=c時(shí)取a即可，否則一般取三者最大值，若取負(fù)值，則為晶胞體積（?3）。第3-5行：定義晶矢。第6行：每種元素的原子個(gè)數(shù)，特別注意順序,要與下面的坐標(biāo)順序以及P

31、OTCAR中的順序一致。第7行：可省略，無需空行。做動(dòng)力學(xué)時(shí)，用于指定是否需要固定部分原子的坐標(biāo)。若是，此行以S或者s作為首字母即可。第8行開始為原子的坐標(biāo)位置，格式為option linecoordinate1 of element1coordinate2 of element1.coordinateN of element1option linecoordinate1 of element2coordinate2 of element2.coordinateM of element2.其中，option line指定輸入坐標(biāo)的格式，除了第一個(gè)以外，如果后面的輸入格式同前，則都可以無空行省略

32、。option line可指定的輸入坐標(biāo)格式有兩種：Dordfor direct modeCorcorKorkfor cartesian mode顧名思義，前者是定義在三個(gè)晶矢方向上的坐標(biāo)：R=R1×x+ R2×y +R3×z，R1,R2,R3為前面的晶矢，x,y,z為輸入的三個(gè)坐標(biāo)，R為原子坐標(biāo)位矢，是相對(duì)于晶矢給出的，而后者則是以笛卡爾坐標(biāo)系來給出原子的絕對(duì)坐標(biāo)，實(shí)際就是將直角坐標(biāo)除以前面第二行定義的晶胞常數(shù)后得到的坐標(biāo)值。如果第7行設(shè)定為S(Selective Dynamic)，則可以用以下形式定義各坐標(biāo)是否可以移動(dòng)：Selective dynamicsCa

33、rtesian0.00 0.00 0.00 T T F0.25 0.25 0.25 F F FKPOINTS文件設(shè)置布里淵區(qū)k點(diǎn)網(wǎng)格取樣大小或能帶結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí)沿高對(duì)稱方向的k點(diǎn)。一般來說，k點(diǎn)越密越多，計(jì)算精度也就越高，但計(jì)算成本也會(huì)越高。因此，對(duì)于原子數(shù)較多的體系的計(jì)算，需要謹(jǐn)慎的嘗試k點(diǎn)數(shù)目，在避免或者預(yù)先評(píng)估wrap-around error的前提下盡量減少k點(diǎn)數(shù)目。 KPOINTS文件示例：k-points along high symmetry lines11Reciprocal0.00 0.00 0.00 1.000.05 0.00 0.05 1.000.05 0.00 0.50 1

34、.00 KPOINTS文件結(jié)構(gòu)：第1行：注釋行。第2行：k點(diǎn)總數(shù)，或者0（自動(dòng)生成網(wǎng)格（Automatic k-mesh generation）。如果是前者，給出k點(diǎn)總數(shù)，又分為兩種情況：M：全手動(dòng)（Entering all k-points explicitly），手動(dòng)輸入即自定義各個(gè)k點(diǎn)的坐標(biāo)和權(quán)重，推薦只在能帶計(jì)算時(shí)使用。此時(shí)：第3行：輸入格式標(biāo)識(shí)。直角坐標(biāo)（Cartesian）或倒易坐標(biāo)（Reciprocal）。同樣的，c、C、k、Kfor Cartesian，其他首字母則自動(dòng)切換到Reciprocal。第4n行:逐個(gè)k點(diǎn)的坐標(biāo)描述。格式為“x y z W”。其中“x y z”是該點(diǎn)的

35、三個(gè)坐標(biāo)，W是權(quán)重。所有k點(diǎn)的權(quán)重相互之間的比例對(duì)了就行，VASP會(huì)自動(dòng)歸一的。注意C坐標(biāo)和R坐標(biāo)的定義：C：k=(2/a)(x y z)R：k=x*b1+y*b2+z*b3（b1-b3為倒易晶矢）這里“x y z”只是代表了坐標(biāo)的順序，與坐標(biāo)軸無關(guān)。 一般如非必要，可以先用自動(dòng)模式生成k點(diǎn)，VASP會(huì)自動(dòng)生成一個(gè)簡約化后的k點(diǎn)矩陣，存于IBZKPT文件，可以直接復(fù)制里面的數(shù)據(jù)到KPOINTS文件中使用，這也是該輸入法的主要用途，可以減少重復(fù)自動(dòng)生成格點(diǎn)的時(shí)間。另一個(gè)用途是為了做精確的DOS（Density of status）計(jì)算，由于這類計(jì)算所需的k點(diǎn)數(shù)極大，通過全手動(dòng)盡可能的優(yōu)化k點(diǎn)也就

36、必需了。 L：半手動(dòng)/線形模式（Line-mode）：在計(jì)算能帶結(jié)構(gòu)時(shí)使用，此時(shí)需要精確地選取k點(diǎn)，在指定的高對(duì)稱性方向上生成指定數(shù)目的k點(diǎn)。此時(shí)：第2行：指定兩點(diǎn)間生成的k點(diǎn)數(shù)，不同于全自動(dòng)的總k點(diǎn)數(shù)。第2.5行：L表示是線形模式。第3行：輸入格式標(biāo)識(shí)，同前。第4n行：每行描述一個(gè)點(diǎn)，格式為“x y z”。每兩行的點(diǎn)連成一條直線，在兩點(diǎn)間生成指定數(shù)目的k點(diǎn)。每隔兩行間以空行區(qū)分，例如：k-points along high symmetry lines10Line-modeReciprocal0 0 00.5 0.5 0 0.5 0.5 00.5 0.75 0.25 最常用的方法是讓程序自動(dòng)

37、生成k點(diǎn)網(wǎng)格，用戶只需定義網(wǎng)格取樣大小即可。此時(shí)：第2行：0第3行：生成k點(diǎn)的方法。“A”：全自動(dòng)模式，可以看作以點(diǎn)為圓心以l為半徑做圓，當(dāng)然各晶矢不同時(shí)，相應(yīng)的圓就被拉成了橢圓，以確保三個(gè)倒格晶矢方向上覆蓋的k點(diǎn)數(shù)都為l“G”：/Gamma方法“M”：Monkhorst-Pack方法其它首字母：高級(jí)模式，就是用C坐標(biāo)或R坐標(biāo)直接輸入新的晶矢，一般不使用第4行：在各個(gè)晶矢方向上分割各晶矢的點(diǎn)數(shù)。一般為奇數(shù)，使得產(chǎn)生的k點(diǎn)是以Gamma點(diǎn)為中心的。第5行：是否移動(dòng)網(wǎng)格點(diǎn)以及移動(dòng)多少，也即偏移原點(diǎn)的位矢，一般設(shè)成“0 0 0”，表示不移動(dòng)。例如：Automatic generation0Monhk

38、orst-Pack9 9 90.0 0.0 0.0 VASP的輸出文件主要包括：l OUTCAR：包含運(yùn)行VASP作業(yè)后得到的絕大部分計(jì)算結(jié)果以及每步迭代的詳細(xì)情況；l CHG, CHGCAR：給出體系的電荷密度。兩個(gè)文件內(nèi)容相同，但前者的數(shù)據(jù)精度比后者略低一些；l DOSCAR, EIGENVAL：分別給出所計(jì)算體系的電子態(tài)密度和本征值。兩個(gè)文件中的能量值都是絕對(duì)的；l WAVECAR：給出所計(jì)算體系的電子波函數(shù)，二進(jìn)制文件，不可編輯；l OSZICAR：包含每次迭代或離子移動(dòng)情況的簡單匯總；l CONTCAR：給出離子進(jìn)行弛豫時(shí)，每次移動(dòng)后體系的晶格參數(shù)，與POSCAR內(nèi)容相同；l PCD

39、AT, XDATCAR：給出有關(guān)分子動(dòng)力學(xué)模擬中的一些結(jié)果，如配對(duì)相關(guān)函數(shù)；0人 | 分享到： 閱讀(197)|評(píng)論(0)|引用(0)|舉報(bào)交流【活動(dòng)or資源】vasp晶體結(jié)構(gòu)優(yōu)化 youzhizhe(金幣+10): 活動(dòng)獎(jiǎng)勵(lì)。 2011-05-26 14:34:11youzhizhe:標(biāo)題高亮 活動(dòng)貼。 2011-05-26 14:34youzhizhe:版主推薦 2011-05-26 15:03youzhizhe:單行區(qū)域置頂 2011-05-26 15:07賀儀:關(guān)閉主題 修改中！ 2011-05-26 15:19賀儀:打開主題 編輯，美化完畢！ 2011-05-26 15:49youz

40、hizhe:版主推薦(有效期40天) 2011-05-26 16:40youzhizhe:退還金幣50個(gè) 2011-07-18 14:56結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)是我們做計(jì)算的的第一步，往往也是最重要的一步，一個(gè)不合理的結(jié)夠優(yōu)化可能導(dǎo)致錯(cuò)誤的結(jié)果。在論壇里面也有很多蟲子們問關(guān)于結(jié)構(gòu)優(yōu)化的問題，貌似大家對(duì)結(jié)構(gòu)優(yōu)化不是很有把握。我在這里開貼只是拋磚引玉，希望大家積極交流。下面是我的結(jié)構(gòu)優(yōu)化的一些經(jīng)驗(yàn)，希望對(duì)大家有點(diǎn)用第一步:可以用VESTA打開cif文件直接保存為vasp格式就可以，三樓youzhizhe另一種方法：建模一般都是MS建好之后 修改*.cell文件得到POSCAR具體的方法參考站內(nèi)的信息（沒找到最開

41、始的網(wǎng)頁，誰找到了貼上來）這是*.cell文件的內(nèi)容%BLOCK LATTICE_CART    7.365858463230930       0.816888331419153       1.518567634398170   0.000000000000000       7.749147189276010       0.1149693472816510.000000000000000&

42、#160;      0.000000000000000      16.835000015679299%ENDBLOCK LATTICE_CART  %BLOCK POSITIONS_FRAC    H   0.1045034131293120   0.0506482790444403   0.1503325580937660    H  -0.2037023292911190

43、0;  0.2015583952382200   0.1604502537744340   H  -0.4269999607791240   0.3837162987940400   0.0980194481736503   H  -0.3453870956286900   0.4791801646100701  -0.0460018173909388   H   0

44、.2784615598004869   0.2515795170279700  -0.1346530187895070   H   0.2619963944132780  -0.5890935655390530   0.3725661174512691   H   0.2595685601772050  -0.5519954246490220   0.1897443712411160 

45、 H   0.0767881789054980  -0.6048204220967270   0.2666625899874510   H   0.2771409424864049  -0.7522385903899170   0.2411634679797081   H   0.5634931211089379  -0.7084903644666670   0.28

46、28144510356441    H   0.5814851393159790  -0.5287740945641601   0.3433449582781520   H   0.5793331415735910  -0.5003094920852541   0.2386888180011851   H   0.4946819829083929  -0.22125411206

47、52400   0.3755202742234630 %ENDBLOCK POSITIONS_FRAC  %BLOCK KPOINTS_LIST    0.0000000000000000   0.0000000000000000      0.2500000000000000       1.000000000000000 %ENDBLOCK KPOINTS_LIST  %BLOCK CELL_CONSTRAINT

48、S        1       2       3把第一行%BLOCK LATTICE_CART改成SYSTEM=GRPHENE（你體系的名稱 可以隨便寫）然后后面填一行1再把%ENDBLOCK LATTICE_CART%BLOCK POSITIONS_FRAC改為   H    C    N    Si  (原子的類型)  52

49、60; 42   2   2  （原子的數(shù)目）Direct   （坐標(biāo)表示的方式，對(duì)于這種方法，只能用D）然后把后面的原子符號(hào)H C 等去掉  H  -0.0000000000000000  -0.0000000000000001   0.7500000000000000  C   0.1666666666666668   0.0833333333333332

50、0;  0.7500000000000000把%ENDBLOCK POSITIONS_FRAC以后的全部刪掉就行了保存為POSCAR 就可以了此時(shí)要注意保存的格式使用unix格式，ultredit可以選擇保存格式，如果用記事本編輯的話,所有的行前不能有空格（從*.cell里面復(fù)制過來的空格，自己加的沒關(guān)系）否則提示找不到原子，論壇里面有很多這樣的問題。第二步：開始結(jié)構(gòu)優(yōu)化了，我們一般使用腳本來實(shí)現(xiàn)，這里使用的是侯老師所說的方法，體積與能量的曲線然后擬合去能量最小的體積進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化。先講能量與體積的曲線怎么得來的。INCAR最主要是設(shè)置PREC =  M # me

51、dium, high lowISTART = 0 # job : 0-new 1-cont 2-samecutICHARG =2 # charge: 1-file 2-atom 10-constEDIFF = 0.1E-04 # stopping-criterion for ELM(對(duì)于大的體系是設(shè)置0.1E-03)NSW = 1000 # number of steps for IOMIBRION = 2 # ionic relax: 0-MD 1-quasi-New 2-CG ISIF = 4 # stress and relaxation對(duì)于大的體系可以設(shè)置 IALGO=48 ALGO=

52、 Very Fast如果速度還不行可以設(shè)置POTIM= 0.1KPOINTSA0M4 4 4(體積大的可以弄小一點(diǎn)，這個(gè)沒試過，但是感覺一個(gè)點(diǎn)可能有點(diǎn)問題)下面開始POSCAR侯老師也說過這個(gè)方法，在手冊(cè)里面這也是有的其實(shí)就是通過取不同大小的晶胞分別優(yōu)化，取能量做圖。很多蟲子們總是在問怎么建立，還有說對(duì)于，有三個(gè)軸的怎么取晶格常數(shù)，在這里如果你采用我這里的方法就不用了（但是在INCAR里面必須設(shè)置ISIF=4），為什么呢？我們通過剛才建立POSCAR 里面晶格常數(shù)1來實(shí)現(xiàn)，改變晶胞的大小就可以了。有腳本，POSCAR 就不需要了，但是剛才編輯的POSCAR 還是有用的（其實(shí)這就是產(chǎn)生POSCA

53、R 的腳本），這個(gè)腳本是vasp的說明書里面的寫腳本rvasp內(nèi)容如下：for i in  1.00 1.01  1.02 0.99 0.98docat >POSCAR <                            $i       7.365858463230930     

54、0; 0.816888331419153       1.518567634398170 0.000000000000000       7.749147189276010       0.114969347281651  0.000000000000000       0.000000000000000      16.835000015679299    

55、;H    C    N    Si   52  42   2   2Direct    0.1045034131293120   0.0506482790444403   0.1503325580937660   -0.2037023292911190   0.2015583952382200   0.1604502537744340&

56、#160;  -0.4269999607791240   0.3837162987940400   0.0980194481736503    -0.3453870956286900   0.4791801646100701  -0.0460018173909388     0.2784615598004869   0.2515795170279700  -0.1346530187895070 

57、   0.2619963944132780  -0.5890935655390530   0.3725661174512691     0.2595685601772050  -0.5519954246490220   0.1897443712411160     0.0767881789054980  -0.6048204220967270   0.26666258

58、99874510     0.2771409424864049  -0.7522385903899170   0.2411634679797081     0.5634931211089379  -0.7084903644666670   0.2828144510356441     0.5814851393159790  -0.5287740945641601  &

59、#160;0.3433449582781520     0.5793331415735910  -0.5003094920852541   0.2386888180011851     0.4946819829083929  -0.2212541120652400   0.3755202742234630 !echo "a= $i" ;mpirun -np 24  vasp E=tail -1 O

60、SZICAR; echo $i $E >>SUMMARY cp CONTCAR CONTCAR$idone最前面for i in  1.01 1.01  1.02 0.99 0.98 （設(shè)置的體積比例,體積比例是 i 的3次方）docat >POSCAR <這里面SYSTEM=TN-PEN                           

61、 $i        7.365858463230930       0.816888331419153       1.518567634398170       0.000000000000000       7.749147189276010       0.114969347281651       0.000000000000000       0.000000000000000      16.835000015679299   H    C    N    Si  52  42   2   2Direct   0.10450341312931