VASP的關(guān)鍵詞詳解課件

VASP的關(guān)鍵詞詳解侯柱鋒復(fù)旦大學(xué)物理系2005,12,3北京，宏劍VASP的關(guān)鍵詞詳解侯柱鋒2005,12,3內(nèi)容描述體系：SYSTEM設(shè)置如何輸入或構(gòu)造初始的電荷密度和波函數(shù)：ISTART,ICHARG,INIWAV設(shè)置電子的優(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,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,EDIFF設(shè)置原子的馳豫：原子如何移動(dòng)以及步長(zhǎng)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原子馳豫收斂標(biāo)準(zhǔn):EDIFFG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,LORBIT其他：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):ISIF2@HouZhufengZhufeng內(nèi)容描述體系：SYSTEM2@HouZhufengZhufSYSTEM:

注釋所計(jì)算的體系，以示說(shuō)明。NWRITE:

默認(rèn)值為2，可賦予值為0|1|2|3|4。決定OUTCAR中輸出內(nèi)容的詳細(xì)程度ISTART:

如果計(jì)算目錄中有WAVECAR文件，則默認(rèn)值為1，否則為0?？少x予值為0|1|2|3。決定是否讀入WAVECAR：0:開(kāi)始新的計(jì)算，按INIWAV初始化波函數(shù)1:接著計(jì)算，通常用在測(cè)試ENCUT的收斂性以及計(jì)算結(jié)合能曲線(也就是體積和總能的關(guān)系)2:接著計(jì)算，通常用在希望保持基矢不變的計(jì)算中3:接著計(jì)算，讀入上一次計(jì)算得到的電荷密度和波函數(shù)，不推薦用ICHARG:

如果ISTART=0，則默認(rèn)值為2，否則為0?？少x予值為0|1|2。決定了如何構(gòu)造初始的電荷密度0:從初始的波函數(shù)構(gòu)造1：讀入CHGCAR讀入，并同原子密度進(jìn)行線性插值2:構(gòu)造原子密度11：讀入自洽的CHGCAR，并進(jìn)行能帶計(jì)算或態(tài)密度的非自洽計(jì)算12:非自洽的原子密度計(jì)算初始化3@HouZhufengZhufengSYSTEM:注釋所計(jì)算的體系，以示說(shuō)明。初始化3@HouINIWAV:默認(rèn)值為1，可賦予值為0|1。只在開(kāi)始新的計(jì)算(也就是ISTART=0)中有效。決定了如何初始化波函數(shù)0:采用”jellium波函數(shù)”1:對(duì)波函數(shù)賦予隨機(jī)數(shù)NELM:

允許電子自洽迭代的最大步數(shù)。默認(rèn)值為60。如果超過(guò)了40步還沒(méi)有收斂的話，推薦對(duì)IALGO、LDIAG和混合參數(shù)進(jìn)行手動(dòng)設(shè)置到合理的值NELMIN:

電子自洽迭代的最小步數(shù)。默認(rèn)值為2。通常不需手動(dòng)設(shè)置，在有些情況可以賦予更大數(shù)NELMDL:

在一開(kāi)始計(jì)算時(shí)初始化的過(guò)程中電子非自洽迭代的步數(shù)。當(dāng)ISTART=0,INIWAV=1和IALGO=8時(shí)默認(rèn)值為-5。當(dāng)ISTART=0,INIWAV=1和IALGO=48(vasp4.4版本中)時(shí)默認(rèn)值為-12。其他情況下為0EDIFF:

在電子自洽迭代的循環(huán)中，總能收斂的標(biāo)準(zhǔn)。默認(rèn)值為10-4電子自洽收斂4@HouZhufengZhufengINIWAV:默認(rèn)值為1，可賦予值為0|1。只在開(kāi)始新EDIFFG:

原子遲豫收斂的標(biāo)準(zhǔn)。默認(rèn)值為EDIFF*10。如果它的值為正的，則表示前后兩次的總自由能之差小于EDIFFG，原子停止遲豫。如果為負(fù)的，則原子所受的最大的力小于EDIFFG的絕對(duì)值，原子停止遲豫。NSW:

原子遲豫的最大步數(shù)和分子動(dòng)力學(xué)的步數(shù)。默認(rèn)值為0。在每一步內(nèi)，電子進(jìn)行自洽計(jì)算，并精確計(jì)算原子所受的H-F力和和應(yīng)力NBLOCK:

默認(rèn)值為1。原子每遲豫NBLOCK步后，將計(jì)算對(duì)關(guān)聯(lián)函數(shù)、態(tài)密度以及輸出原子遲豫后的位置(XDATCAR)。如果SMASS=-1，它將控制原子的動(dòng)能在每多少步后進(jìn)行縮放。KBLOCK：默認(rèn)值為NSW。每KBLOCK*NBLOCK步后，將輸出對(duì)關(guān)聯(lián)函數(shù)和態(tài)密度。原子遲豫5@HouZhufengZhufengEDIFFG:原子遲豫收斂的標(biāo)準(zhǔn)。默認(rèn)值為EDIFF*10原子遲豫IBRION:

決定了原子如何移動(dòng)或遲豫。如果NSW=0或1，則默認(rèn)值為－1，否則為0?？少x予值為－1|0|1|2|3|5。IBRION=0表示進(jìn)行分子動(dòng)力學(xué)模擬。為-1表示原子不移動(dòng)。為其他值設(shè)置結(jié)構(gòu)優(yōu)化的方法。-1：原子位置不移動(dòng)0:標(biāo)準(zhǔn)的分子動(dòng)力學(xué)模擬。采用Verlet算法來(lái)積分原子的牛頓運(yùn)動(dòng)方程。通過(guò)POTIM來(lái)控制時(shí)間步長(zhǎng)(單位是fs)。SMASS控制系綜的設(shè)置1:采用準(zhǔn)牛頓算法來(lái)優(yōu)化原子的位置2:采用共軛梯度算法來(lái)優(yōu)化原子的位置3:采用最速下降算法來(lái)優(yōu)化原子的位置5:用來(lái)計(jì)算Hessian矩陣和體系的振動(dòng)頻率NFREE:

相當(dāng)于設(shè)置的自由度。當(dāng)IBRION=5，NFREE=2或4決定了原子的移動(dòng)，推薦設(shè)置為2。POTIM:

當(dāng)IBRION=1,2或3時(shí)，是力的一個(gè)縮放常數(shù)(相當(dāng)于確定原子每步移動(dòng)的大小)，默認(rèn)值為0.5。當(dāng)IBRION=0時(shí)，是MD的時(shí)間步長(zhǎng)，無(wú)默認(rèn)值，必須手動(dòng)設(shè)置。6@HouZhufengZhufeng原子遲豫IBRION:決定了原子如何移動(dòng)或遲豫。如果NSW結(jié)構(gòu)優(yōu)化ISIF：決定了是否計(jì)算應(yīng)力以及如何對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。當(dāng)IBRION=0時(shí)，默認(rèn)值為0，否則為2?？少x予值為0|1|2|3|4|5|6|7|ISIF計(jì)算離子所受的力計(jì)算原胞的stresstensor離子位置馳豫改變?cè)男螤罡淖冊(cè)捏w積0是否是否否1是traceonly是否否2是是是否否3是是是是是4是是是是否5是是否是否6是是否是是7是是否否是PSTRESS：設(shè)置加到體系的應(yīng)力張量上的應(yīng)力大少。7@HouZhufengZhufeng結(jié)構(gòu)優(yōu)化ISIF：決定了是否計(jì)算應(yīng)力以及如何對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。對(duì)稱(chēng)性和溫度ISYM：確定是否根據(jù)體系的對(duì)稱(chēng)性進(jìn)行計(jì)算。采用PAW勢(shì)時(shí)，默認(rèn)值為2。若采用的超軟贗勢(shì)，則為1。為0則表示不考慮體系的對(duì)稱(chēng)性進(jìn)行計(jì)算。SYMPREC:

確定了POSCAR中位置坐標(biāo)所需要的精度以供考慮體系的對(duì)稱(chēng)性。默認(rèn)值為10-5。LCORR:決定是否對(duì)應(yīng)力和原子力進(jìn)行Harris修正。默認(rèn)值為.TRUE.。TEBEG：分子動(dòng)力學(xué)模擬時(shí)的初始溫度。默認(rèn)值為0。當(dāng)POSCAR中沒(méi)有設(shè)置初始溫度時(shí)，原子的初始速度按Maxwell-Boltzmann分布由TEBEG確定。TEEND：分子動(dòng)力學(xué)模擬時(shí)的末態(tài)穩(wěn)定。默認(rèn)值為T(mén)EBEG8@HouZhufengZhufeng對(duì)稱(chēng)性和溫度ISYM：確定是否根據(jù)體系的對(duì)稱(chēng)性進(jìn)行計(jì)算。采用系綜SMASS:

確定分子動(dòng)力學(xué)中原子的速度。默認(rèn)值為-3。可賦予值為-3|-2|-1|0。-3:微正則系綜(總的自由能守恒)-2:保持初始速度不變，計(jì)算體系總能隨原子位置的變化情況-1:在每NBLOCK步之后對(duì)初始速度進(jìn)行縮放0或>0，正則系綜，對(duì)溫度進(jìn)行Nose調(diào)控NPACO:對(duì)關(guān)聯(lián)函數(shù)輸出的數(shù)據(jù)的點(diǎn)數(shù)，默認(rèn)值為256APACO

:

在計(jì)算對(duì)關(guān)聯(lián)函數(shù)時(shí)確定在多大范圍內(nèi)計(jì)算出來(lái)。默認(rèn)值為16POMASS:

每類(lèi)原子的質(zhì)量ZVAL:

每類(lèi)原子的價(jià)電子數(shù)9@HouZhufengZhufeng系綜SMASS:確定分子動(dòng)力學(xué)中原子的速度。默認(rèn)值為-3。電子態(tài)密度RWIGS:

每類(lèi)原子的WignerSeitz半徑，無(wú)默認(rèn)值，需手動(dòng)設(shè)置LORBIT:

同RWIGS一起設(shè)置，決定了PROCAR或PROOUT文件是否輸出。也就是對(duì)每個(gè)能帶的波函數(shù)進(jìn)行spd和site分解或投影。默認(rèn)值為.FALSE.也就是0。Vasp.4.6版本10，11或12只是針對(duì)采用PAW勢(shì)的計(jì)算NELECT:

體系的總電子數(shù)。通常不必設(shè)置。NUPDOWN:

體系自旋向上和向下的電子數(shù)之差10@HouZhufengZhufeng電子態(tài)密度RWIGS:每類(lèi)原子的WignerSeitz電子態(tài)密度EMIN和EMAX:計(jì)算態(tài)密度時(shí)的能量窗口(或能量范圍)ISMEAR和SIGMA：確定smearing的方法和展寬的參數(shù)。默認(rèn)值為1和0.2。ISMEAR可賦予值為:-5|-4|-3|-2|-1|0|N，它決定了如何確定每個(gè)波函數(shù)的占有數(shù)：-1:fermismearing方法0:Gaussiansmearing方法1—N:Methfessel-PaxtonN階smearing方法-2:在INCAR中通過(guò)FERWE和FERD0關(guān)鍵詞手動(dòng)設(shè)置-3:采用一個(gè)循環(huán)的計(jì)算來(lái)確定smearing的參數(shù)，在每一步中的searming設(shè)置通過(guò)SMEARINGS=smearing1smearing2smearing3…..來(lái)設(shè)置。此時(shí)IBRION=-1,NSW設(shè)置為SMEARINGS的值的個(gè)數(shù)-4:沒(méi)有Bl?ch修正的四面體方法-5:帶Bl?ch修正的四面體方法11@HouZhufengZhufeng電子態(tài)密度EMIN和EMAX:計(jì)算態(tài)密度時(shí)的能量窗口(或能交換關(guān)聯(lián)和計(jì)算精度GGA:

根據(jù)贗勢(shì)設(shè)置GGA交換關(guān)聯(lián)的函數(shù)形式?？少x予值為PE|PB|LM|91|PW|RP。VOSKOWN:

確定交換關(guān)聯(lián)函數(shù)的關(guān)聯(lián)部分是否采用Vosko-Wilk-Nusair內(nèi)插方法。默認(rèn)值為0。一般用在自旋極化GGA的計(jì)算中，設(shè)置為1。ENCUT:

確定平面波的切斷動(dòng)能，默認(rèn)值從POTCAR中讀入ENAUG:

確定綴加電荷的切斷值，默認(rèn)值從POTCAR中讀入PREC:

確定計(jì)算的精度，它決定了ENCUT和ROPT的默認(rèn)值。它的默認(rèn)值為Medium。對(duì)4.5以后版本可設(shè)置的值為Normal和AccurateLREAL:

確定投影算法是否在實(shí)空間或倒空間計(jì)算。默認(rèn)值為.FALSE.，可設(shè)置的值為.FALSE.|.TRUE.|On|Auto|12@HouZhufengZhufeng交換關(guān)聯(lián)和計(jì)算精度GGA:根據(jù)贗勢(shì)設(shè)置GGA交換關(guān)聯(lián)的函數(shù)自旋極化和電子的優(yōu)化算法ISPIN:

確定是否進(jìn)行自旋極化的計(jì)算。默認(rèn)值為1，表示不進(jìn)行自旋極化的計(jì)算。為2表示自旋極化的計(jì)算MAGMOM:

每類(lèi)原子的初始磁距，默認(rèn)值為Nion*1ALGO:(用在4.5以后的版本中)確定電子優(yōu)化的算法:Normal:則IALGO=38(也就是blockedDavidson方法)Very_Fast:則IALGO=48(RMM-DIIS算法)Fast:上面兩種算法混著使用IALGO：具體確定電子優(yōu)化采用何種算法。對(duì)4.5以上的版本，默認(rèn)值為38LDIAG：確定是否進(jìn)行子空間對(duì)角化。默認(rèn)值為.TRUE.13@HouZhufengZhufeng自旋極化和電子的優(yōu)化算法ISPIN:確定是否進(jìn)行自旋極化的Mixing方法一般采用它們的默認(rèn)值，除非在電子迭代很難收斂的情況，才去手動(dòng)設(shè)置AMIX和BMIX等參數(shù)值比如:AMIX=0.2BMIX=0.000114@HouZhufengZhufengMixing方法一般采用它們的默認(rèn)值，除非在電子迭代很難收斂文件輸出控制LWAVE:

確定是否在WAVECAR文件中輸出波函數(shù)，默認(rèn)值為.TRUE.。LCHARG:確定是否在CHGCAR和CHG中輸出電荷密度，默認(rèn)值為.TRUE.LVTOT：確定是否把總的局域勢(shì)輸出到LOCPOT文件中。默認(rèn)值為.FALSE.LELF：確定是否把電子局域函數(shù)輸出到ELFCAR文件中。默認(rèn)值為.FALSE.15@HouZhufengZhufeng文件輸出控制LWAVE:確定是否在WAVECAR文件中輸出確定ENCUTSi-Diamond5.4300.00.50.50.50.00.50.50.50.02Direct0.00.00.00.250.250.25Automaticgeneration0Monhkorst-Pack9990.00.00.0#!/bin/shrmWAVECARforiin150200250300350400docat>INCAR<<!SYSTEM=Si-DiamondENCUT=$iISTART=0;ICHARG=2ISMEAR=-5PREC=Accurate!echo"ENCUT=$ieV";timevaspE=`grep"TOTEN"OUTCAR|tail-1|awk'{printf"%12.6f\n",$5}'`echo$i$E>>commentdonePOSCARKPOINTS150-11.900655200-11.938864250-11.944599300-11.945248350-11.945503400-11.945622進(jìn)行ENCUT收斂情況的計(jì)算

總能變化在0.001eV左右就足夠了

16@HouZhufengZhufeng確定ENCUTSi-DiamondAutomaticgen確定SIGMAAl-fcc5.4300.00.50.50.50.00.50.50.50.02Direct0.0