VASP計(jì)算前的各種測試

1、BatchDoc Word 文檔批量處理工具（計(jì)算前的）驗(yàn)證一、檢驗(yàn)贗勢的好壞：（一）方法：對(duì)單個(gè)原子進(jìn)行計(jì)算；（二）要求： 1、對(duì)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(duì)某些元素還可以取得更小一（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ISMEAR = 0SIGMA=0.12、POSCAR 文件： atom15.001.000.000.

2、000.001.000.000.000.001.001Direct3、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)電子非自洽迭代的步數(shù)（即NELMDL gives the number of non-selfconsistent steps at the beginnin）g，文檔批量處理工具 BatchDoc Word文檔批量處理工具 BatchDoc Worddensitycharge fastermake calculations 。目

3、的是“非自洽” 指的是保持“非自 Charge density is used to set up the Hamiltonian,所 以不變，由 于 洽”也指保持初始的哈密頓量不變。 :B）默認(rèn)值（default value）（時(shí)） 當(dāng) ISTART=0, INIWANELMDL = -5V=1, and IALGO=8 ）ISTART=0, INIWA V=1, and IALGO=48（NELMDL = -12 時(shí)當(dāng)）其他情況下 NELMDL = 0（NELMDL might be positive or negative.ionic each applied means A posit

4、ive number that after a delay is（ movement - in general not a convenient option.）在每次核運(yùn)動(dòng)之后 （只在 A negative valueresults in a delay only for the start -configuration.第一步核運(yùn)動(dòng)之前） NELMDL ”為什么可以減少計(jì)算所需的時(shí)間？C）關(guān)鍵詞“the the is Charge density used Hamiltonian, to set then up wavefunctions are optimized iteratively

5、 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（. 參自 頁）是比較離譜的，在前一般情況下， the initial guessed wavefunctions 不變

6、、保持初始的 density 次非自洽迭代過程中保持 NELMDLcharge 哈密頓量不變，只對(duì) wavefunctions進(jìn)行優(yōu)化，在得到一個(gè)與 the exact 文檔批量處理工具 BatchDoc WordBatchDoc Word 文檔批量處理工具wavefunctions 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 m

7、olecules, the Bloch theorem does not apply, hence thereis no need to use more than one single k-point. When more k-points are used,only the interaction between the atoms （which should be zero） is describedmore accurately.（三）計(jì)算任務(wù)執(zhí)行方法： 輸入： vasp（四）贗勢好的判斷標(biāo)準(zhǔn)：計(jì)算得到的 OUTCAR 文件中的“energy without entropy” 能量值在

8、 ?0.001?0.01 eV 之間。文檔批量處理工具 BatchDoc WordBatchDoc Word 文檔批量處理工具二、篩選合適的 ENCUT 大?。?一) 輸入文件：1、用 腳本程序 optencut.sh代替 INCAR 文件： rm WAVECARfor i in 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 do cat > INCAR <<! SYSTEM = bcc Fe ENCUT = $i ISTART = 0 ; ICHARG = 2 ISMEAR = -5 PREC = Accurate !echo EN

9、CUT = $i eV; time vaspE=$(grep TOTEN OUTCAR | tail -1| awk 'printf _x0012_.6f n, $5') echo $i $E >> commentdone2、POSCAR文件：bcc Fe2.8661.000.000.000.001.000.000.000.001.002Direct 0 0 00.5 0.5 0.5 3、KPOINTS 文件：Automatic generation0 Monkhorst-Pack9 9 90.0 0.0 0.04、POTCAR 文件：（略）（二）計(jì)算任務(wù)執(zhí)行方法：

10、輸入： dos2unix optencut.shbash optencut.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。文檔批量處理工具 BatchDoc WordBatchDoc Word 文檔批量處理工具三、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 eV ISTART = 0 ; ICHARG = 2 ISMEAR = -5 PREC = Accurate2、POSCAR 文件：bcc Fe2.86

11、61.000.000.000.001.000.000.000.001.002Direct0 000.5 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 15do cat > KPOINTS <<!Automatic generation0Monkhorst-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 'printf _x

12、0012_.6f n, $5'）KP=$（grep irreducible OUTCAR | tail -1| awk 'printf %5i n, $2'） echo $i $KP $E >> comment done4、POTCAR 文件：（略）k 點(diǎn)數(shù)目與總能（二）計(jì)算任務(wù)執(zhí)行方法： 輸入： dos2unix optkpoints.sh bash optkpoints.sh（三）判別標(biāo)準(zhǔn)：計(jì)算完成后得到 comment 文件，它列出了在 的對(duì)應(yīng)值，只要總能變化在 0.001 eV 左右就非常足夠了。文檔批量處理工具 BatchDoc Word Batc

13、hDoc Word 文檔批量處理工具四、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(jì)算難以收斂；若展寬太大，則會(huì)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 totalenergy, small smearing parameters require a large k-point 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

14、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 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

15、般情況下 N 取 1 或 2, 但是 In most casesandleads to very similar。 results4、值一般在 0.1 0.3 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(duì)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 , ）或態(tài)密度計(jì)算且 k 點(diǎn) no relaxation in metals 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

16、 值。 （if the cell is too large （or if you use only a single or two k-points） useISMEAR=0 in combination with a small SIGMA=0.05） （ 4）對(duì)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 semiconductors and insulators, since it might cause problems. For insulators use ISMEAR=0 or ISM

17、EAR=-5.）（ 5）對(duì)金屬體系 （），取 ISMEAR 1 或 2，并選擇一個(gè)合適的 in metals for relaxations SIGMA 值。（三）當(dāng)采用 ISMEAR 0或N時(shí)，如何優(yōu)化選擇合適的 SIGMA 值？ 文檔批量處理工具 BatchDoc WordBatchDoc Word 文檔批量處理工具（以 bcc Fe 為例）1、用 腳本程序 optsigma.sh代替 INCAR 文件： rm WAVECAR for 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 &l

18、t;<! SYSTEM = bcc Fe ENCUT = 450 GGA = 91 ISTART = 0 ; ICHARG = 2 ISMEAR = 0 ; SIGMA = $i PREC = Accurate !echo SIGMA = $i eV ; time vaspTS=$(grep EENTRO OUTCAR | tail -1 | awk 'printf _x0012_.6f n, $5') echo $i $TS >> comment done2、POSCAR 文件：bcc Fe2.8661.000.000.000.001.000.000.000.001.002Direct0 000.5 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.sh bash 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(gè)所 對(duì)應(yīng)的 。 ( SI