VASP使用总结
VASP表面计算步骤小结
VASP表面计算步骤小结(侯博士)一、概述vasp用“slab”模型来模拟表面体系结构。
vasp计算表面的大概步骤是:材料体性质的计算;表面模型的构造;表面结构的优化;表面性质的计算。
二、分步介绍1、材料体性质计算:本步是为了确定表面计算时所需的一些重要参数:ENCUT、SIGMA(smearing 方法为ISMEAR=1 或0时;而通常表面体系结构优化时选择这种smearing方法)、晶格参数。
<一>在计算前,要明确:何种PP;ENCUT;KPOINTS ;SIGMA;PREC;EX-CO,这其实是准备proper input files。
a. 何种PP选择的PP能使计算得到的单个原子能量值在1meV~10meV之间。
[参见P 21]所求得的单原子能量(对称性破缺时)可用来提高结合能的精度。
b. ENCUT [ 参见P 14 ]选择的ENCUT应使得总能变化在0.001eV左右为宜。
注意:试探值最小为POTCAR中的ENMAX(多个时,取最大的),递增间隔50;另外,在进行变体积的结构优化时,最好保证ENCUT=1.3ENMAX,以得到合理精度。
c. PREC [参见P 16]控制计算精度的最重要参数,决定了(未指定时)ENCUT、FFT网格、ROPT取值。
一般计算取NORMAL;当要提高Stress tensor计算精度时,HIGH 或ACCURATE,并手动设置ENCUT。
d. EDIFF & EDIFFG [参见P16]EDIFF 判断电子结构部分自恰迭代时自恰与否,一般取默认值=1E-4;EDIFFG 控制离子部分驰豫e. ISTART & ICHARGE [参见P 16]ISTART = 1, ICHARG = 11:能带结构、电子态密度计算时;ISTART =0, ICHARG = 2:其余计算ISTART = 1,ICHARG = 1(其他所有不改变):断点后续算设置f. GGA & VOSKOWN [参见P 16]GGA=91: Perdew -Wang 91;GGA=PE: Perdew-Burke-ErnzerhofVOSKOWN=1( GGA=91时);VOSKOWN=默认(其余情况)g. ISIF [参见P 16]控制结构参数之优化。
VASP计算DOS和能带
个人总结一:VASP计算DOS和能带1.计算DOS①POSCAR②POTCAR③KPOINTS(建议以Gamma为中心取点,通常K×a≈45即可)④INCAR(越简洁越好)第一步:结构优化SYSTEM=**ISTART=0ENCUT=500(最好对其进行测试)EDIFF=1E-5EDIFFG=-0.01NSW=100ISIF=2IBRION=2【优化后计算DOS可以一步完成,也可以分为两步来完成,主要是计算量涉及到计算时间的差别】第二步:静态自洽(此时可稍微降低K点数,用第一步优化得到的CONTCAR作为POSCAR进行计算)SYSTEM=**ISTART=0PREC=AccurateEDIFF=1E-5EDIFFG=-0.01ENCUT=500ISMEAR=-5LCHARG=.TRUE.注意:此时得到的E-feimi是准确的,需要记下(grep ‘E-fermi’OUTCAR)第三步:非自洽计算(采用高密度K点)SYSTEM=**ISTART=1ICHARG=11LMAXMIX=2/4/6(VASP官网原话:If ICHARG is set to 11 or 12, it is strongly recommened to set LMAXMIX to twice the maximum l-quantum number in the pseudpotentials. Thus for s and p elements LMAXMIX should be set to 2, for d elements LMAXMIX should be set to 4, and for f elements LMAXMIX should be set to 6)PREC=AccurateEDIFF=1E-5EDIFFG=-0.01ENCUT=500(截断能最好与上一步保持一致)ISMEAR=-5LORBIT=10/11(推荐11,可以得到能级分裂的数据)优化后计算DOS一步完成:(采用高密度K点)SYSTEM=**ISTART=1PREC=AccurateEDIFF=1E-5EDIFFG=-0.01ENCUT=500ISMEAR=-5LORBIT=10/112.计算能带①POSCAR②POTCAR③KPOINTS:使用Line-mode格式,给出高对称性K点之间的分割点数,分割越密,路径积分就越准确。
VASP磁性计算总结篇
VASP磁性计算总结篇以下是从VASP在线说明书整理出来的非线性磁矩和自旋轨道耦合的计算说明。
非线性磁矩计算:1)计算非磁性基态产生WAVECAR和CHGCAR文件。
2)然后INCAR中加上ISPIN=2ICHARG=1 或 11 !读取WAVECAR和CHGCAR文件LNONCOLLINEAR=.TRUE.MAGMOM=注意:①对于非线性磁矩计算,要在x, y 和 z方向分别加上磁矩,如MAGMOM = 1 0 0 0 1 0 !表示第一个原子在x方向,第二个原子的y方向有磁矩②在任何时候,指定MAGMOM值的前提是ICHARG=2(没有WAVECAR和CHGCAR 文件)或者ICHARG=1 或11(有WAVECAR 和CHGCAR文件),但是前一步的计算是非磁性的(ISPIN=1)。
磁各向异性能(自旋轨道耦合)计算:注意: LSORBIT=.TRUE. 会自动打开LNONCOLLINEAR= .TRUE.选项,且自旋轨道计算只适用于PAW赝势,不适于超软赝势。
自旋轨道耦合效应就意味着能量对磁矩的方向存在依赖,即存在磁各向异性能(MAE),所以要定义初始磁矩的方向。
如下:LSORBIT = .TRUE.SAXIS = s_x s_y s_z (quantisation axis for spin)默认值:SAXIS=(0+,0,1),即x方向有正的无限小的磁矩,Z方向有磁矩。
要使初始的磁矩方向平行于选定方向,有以下两种方法:MAGMOM = x y z ! local magnetic moment in x,y,zSAXIS = 0 0 1 ! quantisation axis parallel to zorMAGMOM = 0 0 total_magnetic_moment ! local magneticmoment parallel to SAXIS (注意每个原子分别指定)SAXIS = x y z !quantisation axis parallel to vector (x,y,z),如 0 0 1两种方法原则上应该是等价的,但是实际上第二种方法更精确。
VASP的个人经验手册
2
方和方法是: 在第 87 和 88 行前加上#,把这两行注释掉,然后去掉第 91,92 和 93 行前的#。 修改前和后的内容为分别为: LIB = -L../vasp.4.lib -ldmy ../vasp.4.lib/linpack_double.o \
../vasp.4.lib/lapack_double.o -L/usr/local/lib /usr/local/lib/libblas.a # # the following lines should allow you to link to atlas based blas #LIB = -L../vasp.4.lib -ldmy ../vasp.4.lib/linpack_double.o \ # ../vasp.4.lib/lapack_double.o -L/usr/local/lib \ # -L$(HOME)/archives/BLAS_OPT/ATLAS/lib/Linux_ATHLONTB/ -lf77blas –latlas #LIB = -L../vasp.4.lib -ldmy ../vasp.4.lib/linpack_double.o \ # ../vasp.4.lib/lapack_double.o -L/usr/local/lib /usr/local/lib/libblas.a # # the following lines should allow you to link to atlas based blas LIB = -L../vasp.4.lib -ldmy ../vasp.4.lib/linpack_double.o \
VASP磁性计算总结篇
在线说明书整理出来的非线性磁矩和自旋轨道耦以下是从VASP合的计算说明。
非线性磁矩计算:和CHGCAR文件。
1)计算非磁性基态产生WAVECAR)然后INCAR中加上2ISPIN=2文件和CHGCAR11 !读取WAVECAR ICHARG=1 或LNONCOLLINEAR=.TRUE. MAGMOM=注意:①对于非线性磁矩计算,要在x, y 和 z方向分别加上磁矩,如MAGMOM = 1 0 0 0 1 0 !表示第一个原子在x方向,第二个原子的y方向有磁矩②在任何时候,指定MAGMOM值的前提是ICHARG=2(没有WAVECAR和CHGCAR文件)或者ICHARG=1 或11(有WAVECAR和CHGCAR文件),但是前一步的计算是非磁性的(ISPIN=1)。
磁各向异性能(自旋轨道耦合)计算:注意: LSORBIT=.TRUE. 会自动打开LNONCOLLINEAR= .TRUE.选项,且自旋轨道计算只适用于PAW赝势,不适于超软赝势。
.自旋轨道耦合效应就意味着能量对磁矩的方向存在依赖,即存在磁各向异性能(MAE),所以要定义初始磁矩的方向。
如下:LSORBIT = .TRUE.SAXIS = s_x s_y s_z (quantisation axis for spin)默认值: SAXIS=(0+,0,1),即x方向有正的无限小的磁矩,Z方向有磁矩。
要使初始的磁矩方向平行于选定方向,有以下两种方法:MAGMOM = x y z ! local magnetic moment in x,y,zSAXIS = 0 0 1 ! quantisation axis parallel to zorMAGMOM = 0 0 total_magnetic_moment ! local magnetic moment parallel to SAXIS (注意每个原子分别指定)SAXIS = x y z ! quantisation axis parallel to vector (x,y,z),如 0 0 1两种方法原则上应该是等价的,但是实际上第二种方法更精确。
个人非常好的VASP学习与总结
精析V ASP目录第一章LINUX命令11.1 常用命令11.1.1 浏览目录11.1.2 浏览文件11.1.3 目录操作11.1.4 文件操作11.1.5 系统信息1第二章SSH软件使用22.1 软件界面22.2 SSH transfer的应用32.2.1 文件传输32.2.2 简单应用3第三章VASP的四个输入文件33.1 INCAR 33.2 KPOINTS 43.3 POSCAR 43.4 POTCAR 5第四章实例54.1 模型的构建54.2 VASP计算84.2.1 参数测试(VASP)参数设置这里给出了赝势、ENCUF、K点、SIMGA一共四个参数。
是都要验证吗?还是只要验证其中一些?84.2.2 晶胞优化(Cu) 134.2.3 Cu(100)表面的能量144.2.4 吸附分子CO、H、CHO的结构优化154.2.5 CO吸附于Cu100表面H位174.2.6 H吸附于Cu100表面H位184.2.7 CHO吸附于Cu100表面B位194.2.8 CO和H共吸附于Cu100表面204.2.9 过渡态计算21第一章Linux命令1.1 常用命令1.1.1 浏览目录cd: 进入某个目录。
如:cd /home/songluzhi/vasp/CH4 cd .. 上一层目录;cd / 根目录;ls: 显示目录下的文件。
注:输入目录名时,可只输入前3个字母,按Tab键补全。
1.1.2 浏览文件cat:显示文件内容。
如:cat INCAR如果文件较大,可用:cat INCAR | more (可以按上下键查看) 合并文件:cat A B > C (A和B的内容合并,A在前,B在后) 1.1.3 目录操作mkdir:建立目录;rmdir:删除目录。
如:mkdir T-CH3-Rh1111.1.4 文件操作rm:删除文件;vi:编辑文件;cp:拷贝文件mv:移动文件;pwd:显示当前路径。
如:rm INCAR rm a* (删除以a开头的所有文件)rm -rf abc (强制删除文件abc)tar:解压缩文件。
VASP参数设置详解
VASP参数设置详解VASP(Vienna Ab initio Simulation Package)是一种用于计算材料和表面的第一性原理分子动力学(MD)和电子结构计算的软件程序。
它是一个功能强大且广泛应用的工具,可用于研究诸如能带结构、电子密度、总能量、力和应力等性质。
为了得到准确的计算结果,合适的参数设置非常重要。
以下是一些关键的VASP参数,以及它们的详细解释。
1.ENCUT(截断能)ENCUT是用于计算波函数的能量截断值。
它控制VASP计算中所使用的平面波基组的能量截断。
较高的截断能可提高计算结果的准确性,但同时也会增加计算的时间和资源消耗。
通常,ENCUT的值应在200到800eV之间选择,并根据体系的特点进行调整。
2.ISMEAR(态的展宽)ISMEAR参数用于控制态的展宽,即Gaussian函数用于展宽费米面附近的电荷分布。
它通常选择为0(对金属材料)或-5(对绝缘体和半导体材料)。
同时,SIGMA参数也需被设置为一个适当的值,以控制态的展宽。
3.IBRION(晶格弛豫类型)IBRION参数用于控制晶格弛豫的类型。
对于静止的体系,IBRION应设置为-1;对于晶胞形状和体积的弛豫,使用2;对于原子位置的弛豫,使用1、此外,ISIF参数用于指定对称性约束的条件,可以根据需要进行设置。
4.NSW(步数)NSW参数用于控制分子动力学(MD)计算中的步数。
步数越大,计算的结果越准确,但计算时间也会随之增加。
根据研究需求,可以选择适当的步数进行计算。
5.EDIFFG(势场截止值)EDIFFG参数用于控制在每个步骤中结构优化时原子之间相对位移的收敛标准。
它表示两个连续构型之间最大原子位移的标准,较小的值通常会导致更精确的结果。
6.KPOINTS(k点网格)KPOINTS参数用于控制在计算布里渊区积分时所使用的k点网格。
它决定了计算的精度和效率。
理想情况下,应选择一个高度对称的k点网格,以保证准确性。
vasp经验总结
POSCAR.sh chmod +x POSCAR.sh 改为可执行文件 ./POSCAR.sh 运行
VASP中,用Berry Phase的方法计算极化值
INCAR中要添加的参数: LCALCPOL=.TRUE. 打开计算Berry的开关 EDIFF=1E-6 精度 DIPOL=0.4 0.4 0.4 选取参考点,任意选的,但是不要和离子重合
BP计算极化过程中,Dipole设置问题
设置在计算离子的dipole时的参考点即设置 DIPOL(注意的是,它的 设置需要使得原子移动前后的原子都在这个参考点的一侧。比如这个例 子中 Al处于(0,0,0),As处于(0.25, 0.25, 0.25)位置,而将DIPOL设置为( 0.5, 0.5, 0.5)和(0.125, 0.125, 0.125)都是可以的,但是在考虑移动Al原子时,不要将
NELM = 40 # maximum of 40 electronic steps
杂化泛函的计算 --HF Functional
GGA=PS(选用的赝势文件为PBBEsol, =PE为PBE的方法) LHFCALC = .True. PRECFOCK = Normal # NKRED = 2 (设置此参数容易报错,不知为何) TIME = 0.4 HFSCREEN = 0.2 AEXX = 0.25 #the exact exchange is used
2、ALGO, IALGO, LDIAG If the self-consistency loop does not converge within 40 steps, it will probably not converge at all. In this case you should reconsider the tags IALGO, LDIAG, and the mixing-parameters. 一般情况下,或使用IALGO=48时遇到收敛问题的话,可以考虑设IALGO为38, 或设置ALGO=Normal or Fast (in VAS P.4.5 and later versions)。 Default ALGO = Normal 3、NELMDL NELMDL gives the number of non-selfconsistent steps at the beginning In some cases (for instance MD’s, or ionic relaxation) you might set NELMIN to a larger value (4 to 8)
个人非常好的VASP学习与总结
个人非常好的VASP学习与总结VASP(Vienna Ab initio Simulation Package)是一种用于计算材料电子结构和材料性质的第一性原理软件包。
它是由奥地利维也纳大学的Peter Blöchl教授和Jürgen Hafner教授等人开发的。
VASP广泛应用于材料科学、凝聚态物理、表面科学、催化化学等领域,并且已成为当前计算材料科学研究中的重要工具。
我的VASP学习与总结主要包括以下几个方面:一、理论基础在学习VASP之前,我首先了解了从头计算的理论基础。
这包括了量子力学、自旋极化的密度泛函理论、平面波基组和赝势等关键概念。
我通过阅读相关文献和教材,深入理解了这些理论基础,并通过编程实现了一些基本的从头计算算法,如Hartree-Fock法和密度泛函理论。
二、VASP软件架构和输入文件学习VASP的过程中,我详细了解了VASP的软件架构和输入文件的格式。
VASP的软件架构分为主程序和一系列的预处理工具、后处理工具和与其他软件的接口。
对于输入文件,我了解了INCAR文件中的各种参数,如体系的描述、计算方法、收敛准则等;POSCAR文件中的晶体结构描述;KPOINTS文件中的k点网格描述等。
我还学习了如何使用VASP进行周期性边界条件下的能带计算、电子密度计算和弛豫力计算等。
三、VASP计算结果的解析和可视化VASP计算得到的结果需要进一步解析和可视化。
我学习了使用一些常用的后处理工具,如VASP可视化工具、VESTA和XCrysDen等,来分析和可视化VASP计算的结果。
这些工具可以帮助我理解晶体结构、电子能带结构以及电荷分布等。
四、VASP参数优化和计算效率为了得到准确的计算结果,我尝试了调整VASP计算中的一些参数,如波函数截断、k点密度、能量收敛准则等,以获得更准确的计算结果。
此外,我还学习了使用并行计算技术来提高VASP计算的效率,如MPI和OpenMP等,并了解了VASP在高性能计算集群上的使用方法。
VASP经验小结
怎样设置ENCUT
• ENCUT energy cutoff in eV : default taken from POTCAR-file important! 重要到几乎最好不要手工去设置 除非文献告诉你要用多少,或者经过结果可靠性的 验证 当然,为了测试一下提交的任务,也不妨先设个较 小的值 附加说明: 当且仅当POTCAR里头没有设置ENCUT时(其实貌似 没有才是常态),才受PREC设置影 响从POTCAR里找出相应的ENMAX/ENMIN值来设置。 PREC= Low Medium Accurate High ENCUT= ENMIN ENMAX ENMAX 130%ENMAX 对于多个元素的POTCAR不同的ENMAX/ENMIN, 都取最大值
NELECT
NUPDOWN EMIN, EMAX ISMEAR SIGMA
电子数
自旋向上向下个数的差别 DOSCAR 文件中的能量范围 确定如何设置每个波函数的部分占有数 展开的宽度(单位:eV)
LREAL ROPT GGA VOSKOWN DIPOL AMIX, BMIX LWAVE,LCHARG and LVTOT LELF LORBIT
IBRION=0时为分子动力学离子运动时间步长, IBRION=1,2,3时为作用在力上的比例系数。
TEBEG, TEEND 温度
SMASS NPACO, APACO POMASS ZVAL RWIGS 控制速度在模拟过程中如何变
对关联函数的跟踪数,计算对关联函数的最大间 距.
每种元素的质量 每种元素的价电子数 分波态密度
IBRION ISIF
IWAVPR ISYM SYMPREC LCORR POTIM
prediction of wf.: 0-non 1-charg 2-wave 3-comb
(完整word版)VASP使用总结
VASP计算的理论及实践总结一、赝势的选取二、收敛测试1、VASP测试截断能和K 点2、MS测试三、结构弛豫四、VASP的使用流程(计算性质)1、VASP的四个输入文件的设置2、输出文件的查看及指令3、计算单电能(1)测试截断能(2) 测试K点4、进行结构优化5、计算弹性常数6、一些常用指令一、赝势的选取VASP赝势库中分为:PP和PAW两种势,PP又分为SP(标准)和USPP(超软)。
交换关联函数分为:LDA(局域密度近似)和GGA(广义梯度近似)。
GGA又分为PW91和PBE.在VASP中,其中pot ,pot—gga是属于超软势(使用较少)。
Paw,paw—pbe ,和paw-gga 是属于PAW.采用较多的是PAW-pbe 和PAW—gga。
此外vasp 中的赝势分为几种,包扩标准赝势(没有下标的)、还有硬(harder)赝势(_h)、软(softer)赝势(_s), 所谓的硬(难以赝化),就是指该元素原子的截断动能比较大,假想的势能与实际比较接近,计算得到的结果准确,但比较耗时,难以收敛。
软(容易赝化),表示该元素原子的截断动能比较小,赝势模型比较粗糙,但相对简单,可以使计算很快收敛(比如VASP 开发的超软赝势)。
即硬的赝势精度高,但计算耗时。
软的精度低,容易收敛,但节省计算时间。
另一种情况:如Gd_3,这是把f电子放入核内处理,对于Gd来说,f电子恰好半满。
所以把f电子作为价电子处理的赝势还是蛮好的(类似还有Lu,全满)。
(相对其他的4f元素来说,至于把f电子作为芯内处理,是以前对4f元素的通用做法。
计算结果挺好)常用的做法是:用两种赝势测试一下对自己所关心的问题的影响情况。
在影响不大的情况下,选用不含4f电子的赝势(即后缀是3),一来减少计算量,二来避免DFT对4f电子的处理。
【1.赝势的选择:vasp的赝势文件放在目录~/vasp/potentials 下,可以看到该目录又包含五个子目录pot pot_GGA potpaw potpaw_GGA potpaw_PBE ,其中每一个子目录对应一种赝势形式。
VASP使用总结
VASP使用总结VASP(Vienna Ab initio Simulation Package)是一款基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理计算软件,主要用于材料科学和凝聚态物理领域的计算。
它提供了丰富的功能和工具,可以用于模拟和研究各种材料的物理和化学性质。
以下是对VASP使用的总结:1.输入文件的准备在进行VASP计算之前,首先需要准备好输入文件。
VASP使用的输入文件包括POSCAR、INCAR、POTCAR等。
POSCAR文件用于定义晶体结构和原子坐标,INCAR文件用于定义计算参数和设置计算方法,POTCAR文件用于定义原子的赝势。
2.材料结构的优化VASP可以通过结构优化计算来确定材料的最稳定结构。
结构优化计算通过改变原子位置和晶胞大小,寻找最低能量的结构。
可以使用ISIF 参数来设置优化类型,如禁止移动原子、禁止改变晶胞大小等。
3.能带结构的计算VASP可以计算材料的能带结构,从而提供关于能带轨道和能带间隙的信息。
能带结构计算需要先进行结构优化计算,然后再进行自洽计算和能带计算。
可以通过设置KPOINTS和NBANDS参数来控制计算的精度和效率。
4.密度状态的计算VASP可以计算材料的密度状态,包括电荷密度、电荷分布和电子态密度等。
通过密度状态计算,可以了解材料的电子结构和性质。
可以通过设置LSORBIT、IALGO和NPAR等参数来控制计算的模式和效率。
5.势能面的计算VASP可以计算材料的势能面,并通过构建势能面图像来显示材料的稳定性和反应性。
势能面计算需要进行结构优化计算,然后通过改变原子位置和晶胞大小来势能面上的最低能量和结构。
6.热力学性质的计算VASP可以通过计算自由能、热容和热膨胀系数等热力学性质来了解材料的热稳定性和热响应。
热力学性质的计算需要进行结构优化计算和自洽计算,然后使用VASP提供的工具和脚本进行热力学性质的分析和计算。
7.计算结果的解析和可视化VASP提供了丰富的工具和脚本,可以用于解析和可视化计算结果。
VASP遇到一些问题总结
VASP 计算过程中遇到的问题总结01、第一原理计算的一些心得(1)第一性原理其实是包括基于密度泛函的从头算和基于Hartree-Fock自洽计算的从头算,前者以电子密度作为基本变量(霍亨伯格-科洪定理),通过求解Kohn-Sham方程,迭代自洽得到体系的基态电子密度,然后求体系的基态性质;后者则通过自洽求解Hartree-Fock 方程,获得体系的波函数,求基态性质;评述:K-S方程的计算水平达到了H-F水平,同时还考虑了电子间的交换关联作用。
(2)关于DFT中密度泛函的Functional,其实是交换关联泛函包括LDA,GGA,杂化泛函等等一般LDA为局域密度近似,在空间某点用均匀电子气密度作为交换关联泛函的唯一变量,多数为参数化的CA-PZ方案;GGA为广义梯度近似,不仅将电子密度作为交换关联泛函的变量,也考虑了密度的梯度为变量,包括PBE,PW,RPBE等方案,BLYP泛函也属于GGA;此外还有一些杂化泛函,B3LYP等。
(3)关于赝势在处理计算体系中原子的电子态时,有两种方法,一种是考虑所有电子,叫做全电子法,比如WIEN2K中的FLAPW方法(线性缀加平面波);此外还有一种方法是只考虑价电子,而把芯电子和原子核构成离子实放在一起考虑,即赝势法,一般赝势法是选取一个截断半径,截断半径以内,波函数变化较平滑,和真实的不同,截断半径以外则和真实情况相同,而且赝势法得到的能量本征值和全电子法应该相同。
赝势包括模守恒和超软,模守恒较硬,一般需要较大的截断能,超软势则可以用较小的截断能即可。
另外,模守恒势的散射特性和全电子相同,因此一般红外,拉曼等光谱的计算需要用模守恒势。
赝势的测试标准应是赝势与全电子法计算结果的匹配度,而不是赝势与实验结果的匹配度,因为和实验结果的匹配可能是偶然的。
(4)关于收敛测试(a)Ecut,也就是截断能,一般情况下,总能相对于不同Ecut做计算,当Ecut增大时总能变化不明显了即可;然而,在需要考虑体系应力时,还需对应力进行收敛测试,而且应力相对于Ecut的收敛要比总能更为苛刻,也就是某个截断能下总能已经收敛了,但应力未必收敛。
vasp经验总结
首先,判断一个体系是否有可能存在极化 1.看晶胞所属的群是否是极化群,磁性有影响时要考虑进去。 MS查看对称性,找到所对应的群。 http://homepage.univie.ac.at/nikos.pinotsis/spacegroup.html#14 找到对应的点群 铁电体物理,钟维烈著,P651。附录一,30个晶体点群。 10个极性点群是非常有可能产生极化的,11个非极性中兴对称群是可能有 极化的,11个中心对称点群是没有极化的。
最后可以将.cif的文件放到vesta里面。 导出.vasp的文件,就能放到vasp中运算 了
Partial charge density(PCD)计算-VASP
/blog/static/2094090822012892478779/ 定义: Partial charge density计算或称为Band decomposed charge density计算,即计算 特定的某个(或某些)k点和本征值(这些k点和本征值是相互对应的)所对应的本征波函 数的平方(也就是电荷密度)。 第一种Partial Charge分析的INCAR ISTART = 1 ICHARG = 1 LPARD=.TRUE. IBAND= 20 21 22 23 KPUSE= 1 2 3 4 LSEPB=.TRUE. LSEPK=.TRUE.
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加真空-用MS
1.Build-surface-Cleave surface (0 0 1)指沿c方向加真空层,要 是在其他方向上加对应修改一 下就可 点击Cleave就行
2.Build-Crystal-Build Vacuum Slab Vacuum thickness就是真空层的厚度 点击 Build 即可
VASP程序使用
VASP程序使用VASP程序是一种用于计算固体材料和表面材料性质的量子化学计算程序。
它采用第一性原理方法,即从基本的原子核和电子相互作用出发,通过解波恩-奥本海默(Born-Oppenheimer)方程来计算材料的能带结构、电子态密度、原子结构、晶格参数、声子谱等物理性质。
VASP程序的应用广泛,可以用于材料科学、物理学、化学等众多研究领域。
在开始使用VASP程序之前,需要进行一系列的准备工作。
首先,用户需要获取VASP程序及其相关的源代码和输入文件。
其次,用户需要安装VASP程序并设置好环境变量。
VASP程序可以在不同的操作系统上运行,包括Linux、Unix和Windows等。
使用VASP程序的第一步是准备输入文件。
这些输入文件包括晶体结构文件(POSCAR文件)、计算参数文件(INCAR文件)、赝势文件(POTCAR文件)和K点网格文件(KPOINTS文件)等。
用户需要准备这些文件并将其放到同一个目录下。
其中,POSCAR文件包含晶体结构信息,INCAR文件包含计算参数设置,POTCAR文件包含赝势信息,KPOINTS文件包含K点网格信息。
一般情况下,VASP程序的计算时间较长,需要较大的计算资源。
用户需要根据自己的计算目标和计算机性能来选择合适的计算参数和计算资源。
如果计算任务较重,可以使用并行计算来提高计算效率。
在计算完成后,用户可以通过查看输出文件来获取计算结果。
输出文件包括能带图文件、DOS文件、晶体结构文件等。
用户可以利用这些文件来分析材料的能带结构、电子态密度、原子结构等性质。
VASP程序还提供了一系列的后处理工具,用户可以使用这些工具来进一步分析和处理计算结果。
VASP计算DOS和能带
个人总结一:VASP计算DOS和能带1.计算DOS①POSCAR②POTCAR③KPOINTS(建议以Gamma为中心取点,通常K×a≈45即可)④INCAR(越简洁越好)第一步:结构优化SYSTEM=**ISTART=0ENCUT=500(最好对其进行测试)EDIFF=1E-5EDIFFG=-0.01NSW=100ISIF=2IBRION=2【优化后计算DOS可以一步完成,也可以分为两步来完成,主要是计算量涉及到计算时间的差别】第二步:静态自洽(此时可稍微降低K点数,用第一步优化得到的CONTCAR作为POSCAR进行计算)SYSTEM=**ISTART=0PREC=AccurateEDIFF=1E-5EDIFFG=-0.01ENCUT=500ISMEAR=-5LCHARG=.TRUE.注意:此时得到的E-feimi是准确的,需要记下(grep ‘E-fermi’OUTCAR)第三步:非自洽计算(采用高密度K点)SYSTEM=**ISTART=1ICHARG=11LMAXMIX=2/4/6(VASP官网原话:If ICHARG is set to 11 or 12, it is strongly recommened to set LMAXMIX to twice the maximum l-quantum number in the pseudpotentials. Thus for s and p elements LMAXMIX should be set to 2, for d elements LMAXMIX should be set to 4, and for f elements LMAXMIX should be set to 6)PREC=AccurateEDIFF=1E-5EDIFFG=-0.01ENCUT=500(截断能最好与上一步保持一致)ISMEAR=-5LORBIT=10/11(推荐11,可以得到能级分裂的数据)优化后计算DOS一步完成:(采用高密度K点)SYSTEM=**ISTART=1PREC=AccurateEDIFF=1E-5EDIFFG=-0.01ENCUT=500ISMEAR=-5LORBIT=10/112.计算能带①POSCAR②POTCAR③KPOINTS:使用Line-mode格式,给出高对称性K点之间的分割点数,分割越密,路径积分就越准确。
《vasp经验总结》课件
解释VASP中电子布居计算的常见问题。
3 前处理步骤问题
注意VASP输入文件的参数选取和格式问题。
4 输出文件问题
解读VASP的输出文件中的计算结果和结果可 视化问题。
总结
VASP的优缺点
深入探讨VASP的优点和缺点,帮助用户更好地 理解该软件。
研究过程中的体会
分享VASP研究过程中的经验和感悟。
《VASP经验总结》PPT课 件
VASP是一种强大的第一性原理计算软件,本PPT课件旨在总结使用VASP的经验 和技巧,解释常见问题和误区,并提供典型案例、常见问题解答等内容。
简介
VASP,即Vienna Ab-initio Simulation Package(维也纳第一性原理模拟软件包), 是一种基于第一性原理的材料模拟软件,具有广泛的计算功能。本节将介绍 VASP的理论基础、计算功能,并解释为何需要经验总结和常见问题。Fra bibliotek典型案例
格子常数优化
密度泛函理论计算
通过压力-体积曲线和能量-格子 常数曲线来优化材料的格子常数。
深入了解使用VASP进行密度泛函 理论计算的软件包和计算过程。
分子静态计算
学习如何使用VASP进行分子的静 态计算,并分析计算结果。
常见问题
1 计算收敛问题
2 电子布居问题
解决VASP计算中的收敛问题和收敛准则选择。
使用方法
1
安装VASP
了解VASP的系统要求,并学习如何进行VASP的安装步骤。
2
输入文件
介绍入门级VASP输入文件,包括INCAR、POSCAR、KPOINTS和POTCAR。
3
执行计算
学习如何串行计算和并行计算VASP模拟。
VASP参数设置详解
VASP参数设置详解VASP(Vienna Ab initio Simulation Package)是一种常用的第一性原理计算软件,用于模拟固体、分子和表面系统的物理和化学性质。
为了获得高质量的计算结果,需要正确设置VASP的参数。
下面将详细介绍一些常用的VASP参数设置。
1.ENCUT(能量截断):ENCUT参数用于设置平面波的最大能量截断,即选择在计算中考虑的平面波的最高能量。
该值应根据所研究系统的性质和计算效率进行合理选择。
通常,对于绝大多数固体和分子系统,ENCUT值在400-800eV之间是合理的。
2.KPOINTS(k点网格):k点网格用于对倒空间进行离散化,用于计算波矢对积分的近似。
合理选择k点网格可以保证计算结果的准确性。
通常,在进行几何优化时,需要使用较密的k点网格(如4x4x4),以保证准确计算受力和能量。
而在计算材料的电学性质时,可以使用较稀疏的k点网格(如2x2x2),以提高计算效率。
3. ISMEAR(布洛赫函数展开):ISMEAR参数用于选择波函数的布洛赫函数展开类型。
对于金属系统,通常选择ISMEAR=0,表示完全展开。
而对于非金属系统,可以选择ISMEAR=1或ISMEAR=-5,表示在Fermi能级附近展开。
4.IBRION(结构优化算法):IBRION参数用于选择结构优化算法。
VASP提供了多种结构优化算法,如梯度下降、共轭梯度法等。
在大多数情况下,选择IBRION=2进行离子弛豫是合适的。
另外,还需要设置EDIFFG参数,用于判定结构优化是否收敛。
5.NSW(迭代步数):NSW参数用于设置结构优化的迭代步数。
由于结构优化过程是一个迭代的过程,通过不断调整原子位置来最小化能量。
合理选择NSW值可以保证结构优化达到收敛。
通常,对于简单的系统,NSW值在50左右是合适的;对于复杂的系统,可能需要更多的迭代步数。
6.ISIF(弛豫类型):ISIF参数用于选择原子位置和晶胞尺寸优化算法。
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VASP计算的理论及实践总结一、赝势的选取二、收敛测试1、VASP测试截断能和K 点2、MS测试三、结构弛豫四、VASP的使用流程(计算性质)1、VASP的四个输入文件的设置2、输出文件的查看及指令3、计算单电能(1) 测试截断能(2) 测试K点4、进行结构优化5、计算弹性常数6、一些常用指令一、赝势的选取VASP赝势库中分为:PP和PAW两种势,PP又分为SP(标准)和USPP(超软)。
交换关联函数分为:LDA(局域密度近似)和GGA(广义梯度近似)。
GGA 又分为PW91和PBE。
在VASP中,其中pot ,pot-gga是属于超软势(使用较少)。
Paw, paw-pbe ,和paw-gga是属于PAW。
采用较多的是PAW-pbe 和PAW-gga。
此外vasp 中的赝势分为几种,包扩标准赝势(没有下标的)、还有硬(harder)赝势(_h)、软(softer)赝势(_s), 所谓的硬(难以赝化),就是指该元素原子的截断动能比较大,假想的势能与实际比较接近,计算得到的结果准确,但比较耗时,难以收敛。
软(容易赝化),表示该元素原子的截断动能比较小,赝势模型比较粗糙,但相对简单,可以使计算很快收敛(比如VASP开发的超软赝势)。
即硬的赝势精度高,但计算耗时。
软的精度低,容易收敛,但节省计算时间。
另一种情况:如Gd_3,这是把f电子放入核内处理,对于Gd来说,f电子恰好半满。
所以把f电子作为价电子处理的赝势还是蛮好的(类似还有Lu,全满)。
(相对其他的4f元素来说,至于把f电子作为芯内处理,是以前对4f元素的通用做法。
计算结果挺好)常用的做法是:用两种赝势测试一下对自己所关心的问题的影响情况。
在影响不大的情况下,选用不含4f电子的赝势(即后缀是3),一来减少计算量,二来避免DFT对4f电子的处理。
【1.赝势的选择:vasp的赝势文件放在目录~/vasp/potentials 下,可以看到该目录又包含五个子目录pot pot_GGA potpaw potpaw_GGA potpaw_PBE ,其中每一个子目录对应一种赝势形式。
赝势按产生方法可以分为PP (standard pesudopotential,其中大部分是USPP, ultrasoft pesudopotential) 和PAW (projector augmented wave method)。
按交换关联函数的不同又可以有LDA (local density approximation) 和GGA (generalized gradient approximation),其中GGA之下又可以再分为PW91和PBE。
以上各个目录对应起来分别是pot ==> PP, LDA ; pot_GGA ==> PP, GGA ; potpaw ==> PAW, LDA ; potpaw_GGA ==> PAW, GGA, PW91 ;potpaw_PBE ==> PAW , GGA, PBE。
选择某个目录进去,我们还会发现对应每种元素往往还会有多种赝势存在。
这是因为根据对截断能量的选取不同还可以分为Ga,Ga_s,Ga_h,或者根据半芯态的不同还可以分为Ga,Ga_sv,Ga_pv的不同。
一般推荐选取PAW_PBE。
其中各个元素具体推荐哪种形式的赝势可以参考vasp workshop中有关赝势部分的ppt。
当然自己能测试之后在选择是最好不过的了,以后再聊。
2.POTCAR的建立:选好哪一种赝势之后,进入对应的目录,你会看到里边有这么几个文件,POTCAR.Z PSCTR.Z V_RHFIN.Z WS_FTP.LOG 。
我们需要的是第一个。
把它解压,如zcat POTCAR.Z > Ga 。
对As元素我们也可以类似得到一个As文件。
用cp 命令或者mv 命令把这两个文件都移到我们的工作目录里。
然后再用cat 命令把这两个文件合并在一起,如cat Ga As > POTCAR ,这样就得到了我们需要的POTCAR。
同理,有多个元素的POTCAR也可以这样产生。
这里需要注意的是,记住元素的排列顺序,以后在POSCAR里各个元素的排列就是按着这里来的。
/html/201108/3452012.html】二、收敛测试1、VASP测试计算的参数,比如k-points或cutoff,肯定是取的越多越准确,但相对的计算量就会增加,为了既保证计算的精确度,又尽可能的减少计算量,所以进行收敛测试,比较不同的参数,所得的两者的差值,差值符合误差的范围,就认为已经收敛。
VASP中收敛测试主要是测试截断能和K点,(注意:按照经验,先优化K点,且根据manu,K<8时优先选用偶数。
)优化K点时,取ENCUT为POTCAR中的ENMIN就可以了,做完了K点测试之后,再做ENCUT的搜寻比较好。
VASP具有单点能计算的功能。
也就是说,对一个给定的固定不变的结构(包括原子、分子、表面或体材料)能够计算其总能,即静态计算功能。
计算单点能,一般都能得到结果,是否收敛是比较两个计算结果得到的结论,而能否出计算结果应该是对某个确定的计算而言/html/201008/2271875.html。
本人就是通过计算单点能来测试截断能和K点的,先设置一个K点,然后改变截断能来计算单点能(总能即free energy toten,也可以说是自由能);同样的道理,设置一个截断能然后,改变K(K点网格)点,计算单点能。
将不同参数下获得的能量整理出来,画成曲线,当能量趋于平稳,即接近收敛时(最小能),此时的结构达到了稳定状态,也就是处于基态。
在能量趋于稳定状态的前提下,来看相邻两个参数对应的能量的差值,当两者之差值在误差允许的范围内(一般差值在0.001eV左右,除非结构比较大),此时对应的参数就是我们所需要的。
之所以采用计算单点能来测试,是因为单点能计算速度快,需要的参数最少,最多只要在KPOINTS文件中设置一下合适的K点或者在INCAR文件中给定一个截断能ENCUT就可以了。
而且其他参数取默认值就好了。
还有一个参数就是电子步的收敛标准的设置EDIFF,默认值为EDIFF=1E-4,一般不需要修改这个值。
具体来说要计算单点能,只要在INCAR中设置IBRION=-1(默认)也就是让离子不移动就可以了,单点能一般NSW都是0。
(其实就选用默认值就可以)掉,原子已经位于理想的位置。
此时得到的能量为点能量。
总能计算推荐使用ISMEAR=-5,尤其是对于半导体和绝缘体。
除非你的原胞非常大,K点很少,才采用ISMEAR=0,SIGMA=0.052、MS测试(1). 我所说的几何优化,具体到castep中为Geometry Optimization,几何优化时,castep通过微调原子坐标使能量最低,当然你可以选择是否优化晶格,但对于计算参数(主要是cut off energy and k-points)的收敛测试,主要是测试计算参数对能量计算的影响,因此不需要优化结构;(2).参数收敛测试的目的是:既能准确的计算能量,又使计算量最低。
从这个目的出发,在收敛测试时,根据相关文献,比如测试k-points,先选取一较大的cut-off,然后把k-points依次从低到高,将计算的结果与k-points最高的值进行比较(一般认为k-points等越高,越接近于真实情况,但计算量相对也增加),如果能量收敛了——符合收敛标准,那就认为测试完成;三、结构弛豫结构弛豫的判据一般有两种选择:能量和力。
这两者是相关的,理想情况下,能量收敛到基态,力也应该是收敛到平衡态的。
但是数值计算过程上的差异导致以二者为判据的收敛速度差异很大,力收敛速度绝大部分情况下都慢于能量收敛速度。
这是因为力的计算是在能量的基础上进行的,能量对坐标的一阶导数得到力。
计算量的增大和误差的传递导致力收敛慢。
【结构优化又叫结构弛豫(structure relax),是指通过对体系的坐标进行调整,使得其能量或内力达到最小的过程,与动力学退火不同,它是一种在0K下用原子间静力进行优化的方法。
可以认为结构优化后的结构是相对稳定的基态结构,能够在实验之中获得的几率要大些(当然这只是理论计算的结果,必须由实验来验证)。
一般要做弛豫计算,需要设置弛豫收敛标准,也就是告诉系统收敛达成的判据(convergence break condition),当系统检测到能量变化减小到一个确定值时例如EDIFFG=1E-3时视为收敛中断计算,移动离子位置尝试进行下一步计算。
EDIFFG这个值可以为负,例如EDIFFG=-0.02,这时的收敛标准是当系统发现所有离子间作用力都小于给定的数值,如0.02eV/A时视为收敛而中断。
弛豫计算主要有两种方式:准牛顿方法(quasi-Newton RMM-DIIS)和共轭梯度法(CG)两种。
准牛顿方法计算速度较快,适合于初始结构与平衡结构(势能面上全局最小值)比较接近的情况,而CG方法慢一些,找到全局最小的可能性也要大一些。
选择方法为IBRION=1时为准牛顿方法而IBRION=2时为CG方法。
具体来说要做弛豫计算,设置IBRION=1或者2就可以了,其它参数根据需要来设置。
NSW是进行弛豫的最大步数,例如设置NSW=100,当计算在100步之内达到收敛时计算自动中断,而100步内没有达到收敛的话系统将在第100步后强制中止(平常计算步数不会超过100步,超过100步可能是计算的体系出了问题)。
参数通常可以从文献中发现,例如收敛标准EDIFFG等。
有的时候我们需要一些带限制条件的弛豫计算,例如冻结部分原子、限制自旋的计算等等。
冻结部分原子可以在POSCAR文件中设置selective dynamic来实现。
自旋多重度限制可以在INCAR中以NUPDOWN选项来设置。
另外ISIF 选项可以控制弛豫时的晶胞变化情况,例如晶胞的形状和体积等。
四、VASP的使用流程(计算性质)1、四个输入文件使用VASP计算,首先要熟悉并设置好四个输入文件:POSCAR、POTCAR 、KPOINTS 、INCAR。
(1)POSCAR: 要借助MS(material studios)软件,在MS中搭建好结构,选择→→Export →→保存在一个磁盘下,保存类型选为Crystallographic Information Files,即将结构图保存为.cif格式。
(如图所示)先安装一个VESTA软件(windows系统下的就行),打开VESTA 软件,并打开这个图标就是以下左图所示的窗口,然后将上一步保存的.cif格式的模型导入这个窗口,可以直接拖进来(或者通过file open)。