初学VASP最重要的INCAR参数
incar中gga参数
incar中gga参数"incar" 是 VASP(Vienna Ab initio Simulation Package)软件中的一个输入文件,用于控制计算的各种参数。
而 "gga" 则代表广义梯度近似(Generalized Gradient Approximation),是一种处理交换-相关能的方法。
在 VASP 的 "incar" 文件中,可以通过设置一些参数来控制 GGA 相关的计算。
下面我将从不同角度来解释 "incar" 中的 "gga" 参数。
首先,"gga" 参数在 "incar" 文件中用于指定交换-相关泛函的类型。
在 VASP 中,可以设置 "gga" 参数为不同的值,如 "PE"(Perdew-Wang 91交换相关泛函)、"RP"(RevPBE交换相关泛函)等,以选择不同的交换-相关泛函来进行计算。
不同的泛函对于材料性质的计算会产生不同的影响,因此合理选择 "gga" 参数是非常重要的。
其次,"gga" 参数还可以影响计算的精度和速度。
不同的交换-相关泛函对计算的精度和收敛性会有所影响,有些泛函可能会导致计算更加耗时,而有些则可能会加快计算速度。
因此,在选择"gga" 参数时,需要权衡计算的精度和速度,以便在保证结果准确的前提下尽量提高计算效率。
此外,"gga" 参数还与磁性材料的计算有关。
对于包含磁性原子的体系,选择合适的 "gga" 参数对于计算磁性性质是至关重要的。
不同的交换-相关泛函对磁性材料的计算结果会产生不同的影响,因此需要根据具体的研究对象来选择合适的 "gga" 参数。
INCAR参数选择
INCAR参数选择选择适合的INCAR参数对于有效进行DFT计算至关重要。
INCAR文件是VASP软件中控制计算的重要输入文件之一,包含了数百个参数选项。
以下是几个常见的参数,对于选择INCAR参数提供了一些建议。
1.ENCUT:ENCUT参数用于控制平面波截断能量(eV),决定了计算中平面波展开的最大能量。
通常情况下,ENCUT的值越大,计算结果的精度越高。
选择合适的ENCUT值需要考虑计算系统的性质以及计算资源。
一般而言,对于大型系统,推荐使用较高的ENCUT值,如300-500eV,而对于小型系统,200-300eV已经足够。
2.ISMEAR和SIGMA:ISMEAR参数用于设定能级的展宽方式,决定了计算中用于计算Fermi能级附近态密度的展宽方式。
SIGMA参数用于控制展宽的大小。
常见的取值有0、1、-5,对应于Gaussian展宽、Fermi-Dirac展宽和Methfessel-Paxton展宽。
选择合适的ISMEAR和SIGMA值需要考虑计算中能级分布的准确性和计算速度。
通常而言,ISMEAR=0和ISMEAR=-5配合较小的SIGMA值可以获得较高的计算精度。
3.NELM和NELMIN:NELM参数用于设定迭代循环的最大步数,决定了计算达到收敛所需迭代的次数。
NELMIN参数用于设定跳过的迭代步数,决定了VASP在开始迭代前保持步数的次数。
选择合适的NELM和NELMIN值需要考虑计算系统的复杂性和计算资源。
通常情况下,NELM的值越大,收敛所需的计算时间越长。
一般而言,NELM和NELMIN的值可以设置为10-100。
4.EDIFF和EDIFFG:EDIFF参数用于设定能量收敛的标准,决定了计算能量的精度。
EDIFFG参数用于设定离子弛豫的收敛标准,决定了离子弛豫的精度。
选择合适的EDIFF和EDIFFG值需要考虑计算精度和计算时间。
通常情况下,EDIFF的值越小,计算收敛所需的计算时间越长。
vasp参数介绍
vasp参数介绍编辑整理:尊敬的读者朋友们:这里是精品文档编辑中心,本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的,发布之前我们对文中内容进行仔细校对,但是难免会有疏漏的地方,但是任然希望(vasp参数介绍)的内容能够给您的工作和学习带来便利。
同时也真诚的希望收到您的建议和反馈,这将是我们进步的源泉,前进的动力。
本文可编辑可修改,如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅,最后祝您生活愉快业绩进步,以下为vasp参数介绍的全部内容。
内容描述体系:SYSTEM设置如何输入或构造初始的电荷密度和波函数:ISTART, ICHARG, INIWAV设置电子的优化:平面波切断动能和缀加电荷时的切断值:ENCUT, ENAUG电子部分优化的方法:ALGO, IALGO, LDIAG电荷密度混合的方法:IMIX, AMIX, AMIN, BMIX, AMIX_MAG, BMIX_MAG, WC, INIMIX, MIXPRE, MAXMIX自洽迭代步数和收敛标准:NELM, NELMIN, NELMDL, EDIFF设置原子的驰豫:原子如何移动以及步长和步数:IBRION, NFREE, POTIM, NSW分子动力学相关参数:SMASS, TEBEG, TEEND, POMASS,NBLOCK, KBLOCK, PSTRESS原子驰豫收敛标准:EDIFFG定义态密度积分的方法和参数:smearing方法和参数:ISMEAR, SIGMA计算态密度时能量范围和点数:EMIN, EMAX, NEDOS计算分波态密度的参数:RWIGS, LORBIT其他:计算精度控制:PREC磁性计算:ISPIN, MAGMOM, NUPDOWN交换关联函数:GGA, VOSKOWN计算ELF和总的局域势:LELF, LVTOT结构优化参数:ISIF初始化SYSTEM: 注释所计算的体系,以示说明。
NWRITE:默认值为2,可赋予值为0| 1 | 2 |3 |4。
vasp使用入门
VASP
VASP 入门
物理与信息工程学院 曾永 志
VASP主要输入文件 主要输入文件
主要输入文件: 主要输入文件: INCAR, POTCAR, POSCAR和KPOINTS 和 1. INCAR:控制 如何进行性质计算; :控制vasp如何进行性质计算; 如何进行性质计算 2. POTCAR:包含体系各种元素赝势; :包含体系各种元素赝势; 3. POSCAR:描述体系几何参数(基矢,晶格参 :描述体系几何参数(基矢, 原子位置); 数、原子位置); 4. KPINTS:描述不可约布里渊区 点取样 :描述不可约布里渊区k点取样
2
INCAR
INCAR控制 控制vasp进行何种性质计算, 进行何种性质计算, 控制 进行何种性质计算 参数分类: 参数分类: 注释, 注释,如system 如何输入或构造初始的电荷密度,如ISTART, 如何输入或构造初始的电荷密度, ICHARG, INIWAV 定义电子优化 -平面波切断动能和追加电荷切断值,ENCUT, 平面波切断动能和追加电荷切断值, 平面波切断动能和追加电荷切断值 ENAUG 3
vasp 计算知识
vasp 输入文件中的ISMEAR参数指的是波函数占据数目,但是这个到底是什么意思?可以浅显一点讲吗
就是说电子在费米面附近占据数从0突变到1,这是个deta函数,为了计算方便,用一个平滑点的函数在费米面附近代替这个deta函数,这样计算就不容易振荡,易于收敛。ismear就是可以采用这种方法:将SIGMA在不同大小的kmesh下进行静态计算测试,对每一个SIGMA值求“entropy T*S”值,可以得出一系列(一般取两条)不同kmesh下SIGMA与“entropy T*S”对应的曲线,将这些曲线比较,取不同kmesh曲线的“entropy T*S”差值最小的点对应的SIGMA值即可。具体参数设置可以参看侯柱峰编写的《VASP软件包使用入门指南》中“§5.7节ISMEAR和SIGMA”。
SIGMA的值是展宽,决定了电子的占有数,当它取不同值时,对金属体系的费米能处的电子占有数变化很大。一般地对于半导体和绝缘体来说SIGMA=0.05就够小了,金属的默认取值0.2。如果计算的体系是金属,在静态计算物理量时,则用ISMEAR=-5,这时不必设置SIGMA(此时SIGMA的取值对结果没有影响)。如果对体系进行驰豫,先用ISMAR=1或2(金属体系)或0(半导体或绝缘体)优化出SIGMA,得到优化的结构后,再进行静态计算(ISMEAER=0用的比较多,手册上的说法不管什么计算取ISMEAR=0然后找一个合适的SIGMA就可以)。另外,SIGMA的值依赖于kmesh的大小,当kmesh发生改变时SIGMA的值也需要重新优化取值。
最好是每做一个计算,都要先做一个SIGMA的检测以选取合适的SIGMA值,不过在有了可靠的经验以后就不用每次都做了。绝缘体SIGMA可以取得小一点,金属的不要取的太小否则不容易收敛。在收敛速度可以接受的情况下可以适当减小SIGMA。
incar中溶剂化参数设置
在VASP(Vienna Ab initio Simulation Package)中,INCAR文件是用来控制整个VASP计算的参数文件。
对于溶剂化参数的设置,你需要考虑以下两个方面:
1. ENCUT:这个参数用于控制截断能,它决定了波函数展开的基组大小。
一般来说,ENCUT越大,计算越精确,但计算时间也会增加。
通常,ENCUT的值在200-400eV之间。
2. ISMEAR:这个参数用于控制波函数和电荷密度的混合与平滑。
ISMEAR=-5表示使用Fast Fourier Transform(FFT)进行混合与平滑,而ISMEAR=0则表示不进行混合与平滑。
至于溶剂化参数的具体设置,你需要根据具体的计算需求和体系来决定。
一般来说,你需要先确定溶剂的种类和浓度,然后根据这些信息来设置相应的溶剂化参数。
需要注意的是,VASP是一个非常复杂的软件包,对于初学者来说可能有一定的难度。
如果你对VASP的使用还不熟悉,建议先参考相关的教程和文档,或者寻求专业人士的帮助。
INCAR参数选择
1.SYSTEM =系统名字2.ISTART = 0从不从WAVECAR读数据:●1:读●0:不读3.ICHARG = 2初始电荷密度构建方法:●0:由初始波函数计算(ISTART ≠0时的默认值)●1:从CHGCAR中读入●2:由原子电荷密度组装(ISTART = 0时的默认值)●11:读入,用于计算态密度,能带计算4.ISMEAR = 1电子自洽积分方法:●1:金属(默认)●0:半导体、绝缘体、非金属-金属组合体●-5:计算能带,DOS(k点数大于4)5.SIGMA = 0.1波函数边界处拟合的展宽:●测试标准:“entropy T*S”<1meV●ISMEAR = 1:一般取0.1足够,可在0.01~0.1范围内取值(此时默认值是0.2)●ISMEAR = 0:金属取0.05足够,半导体和绝缘体在范围内0.01~0.05取值6.ENCUT = 450波函数截断能:●测试标准:总能变化量<1meV●当ISIF = 3时,取1.5×ENMAX,约取600eV7.NELM = 100电子迭代次数最大值:默认608.EDIFF = 1E-4电子步收敛标准:总能变化量<1E-4(默认)●频率计算可设置为1E-69.ALGO = Fast电子优化算法:●ALGO = Normal和IALGO = 38相同:Davidson优化算法(计算的初期用比较好)●ALGO = Very_Fast和IALGO = 48相同:RMM-DIIS算法(后期用比较好)●ALGO = Fast(在初期和后期自动选择)10.IBRION = 2离子弛豫计算方法:●-1:静态计算用(NSW = 0或1时的默认值)●1:准牛顿法离子弛豫●2:CG法,结构优化●5:频率计算时用11.ISIF = 3结构优化选项:●2:离子弛豫结构优化,晶格常数不变●3:晶格常数优化结构优化,原胞允许变化(此时ENCUT = 1.3×ENMAX)12.NSW = 500离子弛豫步数:默认值013.EDIFFG = -0.01离子步收敛标准力作为标准:-0.01~-0.03足够能量作为标准:0.001~0.000114.POTIM = 0.1离子移动长度:默认0.5初始结构POTIM很重要(0.01~0.05),优化过之后就适当放宽15.NFREE = 2离子弛豫可以移动的方向,做频率计算时用16.ISPIN = 1自旋极化参数:●1:非自旋(默认值)●2:自旋极化17.MAGMOM = 2 * 1原子的初始磁性:●离子数×1(可取大1.2~1.5倍实验值)●只适用于①无WAVECAR、CHGCAR文件②WAVECAR、CHGCAR文件中不含磁性信息18.ISYM = 0是否具有对称性:●0:不具有●1:具有(默认值)19.LDIPOL = .TRUE.打开偶极修正开关20.IDIPOL = 3偶极矩校正:●1~3:对应x,y,z方向,用于片层计算●4:三个方向,计算孤立分子21.NPAR = 4并行计算22.PREC = High精度:在ENCUT未指定的情况下才有选择ENCUT的作用;实空间投影时才会决定积分格点数的默认值●Low:ENCUT = ENMIN; FFT格子G矢量=1.5*平面波矢;积分球格点数700●Medium:ENCUT = ENMAX; FFT格子G矢量=1.5*平面波矢;积分球格点数1000●Hight:ENCUT = ENMAX; FFT格子G矢量=2*平面波矢,无“wraparound error”;积分球格点数1000●Accurate:ENCUT = 1.3*ENMAX; FFT格子G矢量=2*平面波矢,无“wrap around error”;积分球格点数150023.LWAVE = .FALSE./(默认.TRUE.)写不写WAVECAR文件24.LCHARG = .FALSE./(默认.TRUE.)写不写电子密度文件:CHG*25.LORBIT = 11写局域态密度文件到PROCAR和PROOUT中26.LREAL = Auto投影操作在什么空间进行:●Auto:实空间,对投影操作进行了全优化27.LVHAR = .TRUE.决定是否写入写入全部的局域势(静电势+交换关联势)●.TRUE.:只有静电势●.FALSE.:静电势+交换关联势(默认值)28.LVTOT = .TRUE.决定是否写局域势文件:LOCPOT●.TRUE.:写●.FALSE.:不写(默认值)。
INCAR详解-VASP
INCAR详解-VASP1 For long MD-runs use NWRITE=0 or NWRITE=1. For short runs use NWRITE=2. NWRITE=3 might give information if something goes wrong. NWRITE=4 is for debugging only.分子动力学用nwrite= 0或12 ENCUT平面基波的截断能The number of plane waves differs for each k-point, leading to a superior beahviour for e.g. energy-volume calculations。
For calculations with more than one species, the maximum cutoff (ENMAX or ENMIN) value is used for the calculation (see below, Sec. 6.10). For consistency reasons we still recommend to specify the cutoff manually in the INCAR ?le and keep in constant throughout a set of calculations。
3 PRECPREC= high ENMAX 的1.3倍PREC=accurate medium ENMAXPREC=LOW ENMIN4 ISPIN指定体系总自旋5 ISTRAT= 0 重新计算ISTRAT= 1 根据元胞几何和ENCUT 读入wavecar restart 时几何和ENCUT 改变时采用此操作ISTRAT= 2 元胞几何和ENCUT 固定读入wavecar6 ICHARG =0 从初始波函计算电荷密度ICHARG =1 从CHGCAR 文件读入ICHARG =2 用原子电荷密度组装(LCAO)ICHARG = +10 非自洽计算ICHARG =10 从初始波函计算电荷密度并保持不变ICHARG =11 由给点的电荷密度求的能级本征值和态密度用于能带计算ICHARG =12 以LCAO密度进行的非自洽计算可以用来进行第一性原理分子动力学模拟7 INIWAV =0 凝胶波函数从低能开始填充INIWAV =1 随机数填充波函8 NBLOCK = 1 默认每过NBLOCK次离子运动,计算一次对关联函数,DOS,输出离子构型每过KBLOCK X NBLOCK 次离子运动输出平均对关联函数和DOS9 IBRION= -1 离子不运动但要作NSW 次外循环IBRION= 0 分子动力学IBRION=1 准牛顿法离子驰誉IBRION=2 CG法离子驰誉IBRION=3 衰减二阶运动方程进行离子驰誉IBRION=410 POTIMIBRION=0 分子动力学离子运动时间步长fsIBRION=1,2,3 POTIM为作用在力上的比例系数11 ISIF12 PSTRESS 是外加压力导致的应力,指定此参数时,在应力张量中增加一项,总能同时也要加入E=V X PSTRESS12 IWAVPR13 ISYM 默认1具有0 不具有2 内存对电荷密度的对称处理更有效14 LCORR 默认.TURE.对力进行Harris校正15 默认TEBEG = 0TEEND=TEBEG16 SMASS 是分子动力学模拟的参数,控制速度在模拟中如何变默认-3 体系能量在模拟过程中不变-2 保持初速度不变-1 MOD(NSTEP,NBLOCK).EQ.1>= 0 采用Nose算法的正则系综Nose质量控制模拟过程中的温度振荡频率,应设置的与研究体系的典型声子频率相当。
VASP基本参数设置
VASP基本参数设置SYSTERM=hafnium oxideISTART=0ICHARG=2NWRITE=2LWAVE=.False.PREC=high 默认值Medium在4版本,在5版本normal specify high --mannual 46#LVTOT=.True.#IDIPOL=4ALGO=FastLREAL=Auto#LELF=.TRUE.LCHARG=.FALSE.################electronic relaxation############ NELM=80ENCUT=500EDIFF=1E-05#ISPIN=2###################ion relaxtion################ NSW=IBRION=2ISIF=2EDIFFG=-0.005############################################# #######ISMEAR=0SIGMA=0.05#LORBIT=11#NEDOS=#NBANDS =ISYM=0#NELECT###################bader charge analysis#################### #LAECHG=.Ture.#NGXF#NGYF#NGZF###################NEB###################### ################## #ICHAIN=#IMAGES=#SPRING=#LCLIMB=#POTIM=#IOPT=vasp incar 主要参数设置SYSTEM=B N ------作业说明语句,即任务的名字IALGO=38 ------指定电子自洽计算的算法 38 Davidson 48 RMM-DIIS 算法NELM=200 ------自洽迭代次数,一般默认40次NELMIN=4 ------最小迭代次数,表面或动力学计算是应增大默认为2次#NELMDL=-12 ------开始几步不自洽处理,默认IALGO=8时为-5,IALGO=48时为-12,其他0 #ISTART=0 ------是否使用已有波函数。
VASP计算的一些相关参数的参考
-4
8.5 什么时候需要自定义 ENCUT(和 ENAUG)
在大多数情况下,可以安全地使用从 POTCAR 文件中读取的 ENAUG 和 ENCUT 的默 认值。但是在一些情况下,这可能会导致小而且很容易避免的错误。 例如,如果你对不同组成成分体积阶段的能量差有兴趣的话(即 Co - CoSi - Si)。在这种 情况下,取默认 ENCUT 在计算纯 Co 和纯 Si 时将会出现不同的结果,但是最好是取相同的 截断动能来进行计算。在这种情况下,从 POTCAR 文件中确定最大 ENCUT 和 ENAUG,使 用这个值进行所有的计算。 另一个例子是计算分子表面吸附能。为使(例如)不可转让的环绕错误最小,应该计算一 个孤立分子、一个单一的表面、相同超晶胞的吸附物或是复杂表面、使用相同的截断动能来 计算能量。这通常需要在 INCAR 文件中手动修复 ENAUG 和 ENCUT。如果还想使用真实 的空间优化(LREAL =On), 建议使用 LREAL =On 进行所有三类计算(ROPT 的标记在所有计 算中应当类似,见 6.39 节)。 8.6 k点的数量,和涂抹方法 在阅读本节之前,阅读和理解7.4节。 用于计算所必需的 k 点的数量严格取决于所需的精度和系统是否是金属的事实。 金属系 统需要比半导体和绝缘系统数量级更多的 k 点。k 点的数量还取决于模糊方法的使用,但并 非所有方法都以相似的速度收敛。此外,错误是不能转移的,例如,对于 fcc, bcc 和 sc 结构, 9×9×9 会出现完全不同的错误。因此 k 点的数量绝对收敛是必要的。唯一的例外是等量的 超晶胞。如果两种计算方法使用相同的超晶胞,为两种方法设置相同的 K 点确实是个不错的 主意。 k点网格和涂抹有密切的关系。我们在这里重复的指导方针ISMEAR已经在6.38节给出: •对于半导体或绝缘体一直使用四面体法(ISMEAR =-5),如果该晶胞太大而不能使用四面体 方法,设置 ISMEAR = 0。 •对于金属的松弛一直使用ISMEAR = 1并挪用一个SIGMA值(因此,熵小于1电子伏/原子)。注 意: 对半导体和绝缘体避免使用ISMEAR > 0,否则有可能出现问题 •对于DOS和非常准确的总能量计算(金属不松弛)使用四面体法 (ISMEAR =-5)。 再次,如果可能的话我们推荐使用Bl¨ ochl修正的四面体方法(ISMEAR = 5),这个方法 是十分简单安全的,不同于其他方法需要经验参数。特别对于大体积材料,使用这种方法能 够得到高度准确的结果。 虽然这个方案的 k 点数量仍然较大。绝缘体 100 k 点/原子在整个布里渊区,一般足以降 低能量误差到小于 10 毫电子伏特。相同的精度,金属需要大约 1000 k 分/每原子。在有问 题的情况下(在费米面上一个过渡金属元素陡峭的 DOS)可能需要增加的 k 点多达 5000 / 原子数,通常降低了误差小于 1MeV 每原子。 注意:k点的数量在不可约部分的布里渊区(IRBZ)可能会少得多。在IRBZ,对fcc、bcc和sc结 构而言11×11×11含1331 k点减少为56 k点。与使用线性四面体方法的LMTO方案的值相比, 这是一个相对适中的值。 不是在所有的情况下都可以使用四面体方法,例如,如果 k 点的数量小于 3,或如果需要 准确力。在这种情况下,使用 Methfessel-Paxton 方法计算金属时取 N = 1 和计算半导体时取
VASP 初学者必读
初学VASP(一)what's it?VASP=Vienna Ab-initio Simulation PackageVASP is a complex package for performing ab-initio quantum-mechanical molecular dynamics(MD)simulations using pseudopotentials(如超软赝势US-PP)or the projector-augmented wave(PAW)method and a plane wave basis set.The approach implemented in VASP is based on the(finite-temperature)local-density approximation with the free energy as variational quantity and an exact evaluation of the instantaneous electronic ground state at each MD time step.它的好处主要包括基组小适于第一行元素和过渡金属,大体系计算快(<4000价电子),适于平行计算(Unix/Linux)其他特性还包括自动对称性分析、加速收敛算法另文涉及。
一个简单的VASP作业主要涉及四个输入文件:INCAR(作业细节)POSCAR(体系坐标)POTCAR(赝势)KPONITS(k空间描述)初学VASP(二)布里赫定理本文简单介绍点能带理论的基础知识以利于后文讨论布里赫(F.Bloch)参考书:《固体能带理论》谢希德陆栋主编Bloch定理周期性势场的单电子薛定谔方程的非简并解和适当选择组合系数的简并解同时是平移算符T(Rl)的属于本征值exp(ik•Rl)的本征函数数学表示:T(Rl)ψn(k,r)=ψn(k,r+Rl)=exp(ik•Rl)•ψn(k,r)ψn(k,r)称为Bloch函数,用它描写的电子也称为布里赫电子推论一:晶格电子可用通过晶格周期性调幅的平面波表示。
常用INCAR设置及说明
一、opt(黑色参数为常用,蓝色为不常用)Global Paramemters1. ISTART = 0决定V ASP程序是否在开始时读入波函数,常用的设置有0、1和2。
其中ISTA RT=0代表从头开始计算,不读入波函数文件。
ISTART=1代表读入已有波函数,并继续计算,此时新计算的原胞大小和形状可以和已有波函数中的不同,截断能也可以不同; ISTART=2也代表读入已有波函数,但截断能和原胞都不能改变。
I START有默认设置,如果V ASP程序开始时,没有找到波函数WA VECAR,则IS TART=0,否则为1。
因此通常不需要设置这个参数。
2. ISPIN = 2自旋极化计算开关。
默认值为ISPIN=1,即做非磁性计算; ISPIN=2,做自旋极化计算。
如果做非共线磁结构计算(LNONCOLLINEAR=.TRUE.),则不需要设置ISPI N参数。
3. ICHARG = 2决定V ASP程序是否在开始时读入电荷密度,常用的设置有0、1、2和1.其中I CHARG=0代表从初始的轨道计算电荷密度: ICHARG=1代表读入已有电荷密度文件CHGCAR,并开始新的自洽计算; ICHARG=2代表直接使用原子电荷密度的叠加作为初始密度; ICHARG=11代表读入已有电荷密度,并进行非自洽计算,通常用于电子能带和态密度计算,在此过程中电荷密度保持不变。
在非自洽计算时,特别是在做IDA+U计算时,建议设置LMAXMIX=4(对于d轨道元素)或者6(对于f轨道元素)。
4. LWA VE = .F.5. LCHARG = .F.确定是否输出波函数和电荷密度文件。
6. ENCUT = 500平面波截断能,决定平面波的个数,即基组的大小。
这是一个非常重要的参数,决定了计算的精度。
ENCUT越大,计算精度越高,但计算量会越大。
V ASP可以直接从POTCAR中得到每个元素默认的截断能,并且取最大值作为整个计算ENCUT的默认值。
VASP软件的主要功能和INCAR文件
V ASP软件的主要功能和INCAR文件目录大纲V ASP软件的主要功能和INCAR文件 (1)➢V ASP软件的主要功能 (2)➢V ASP软件的主要参数 (2)➢V ASP软件的主要参数INCAR文件 (2)V ASP软件采用周期性边界条件(或超原胞模型)处理原子、分子、团簇、纳米线(或管)、薄膜、晶体、准晶和无定性材料,以及表面体系和固体。
➢VASP软件的主要功能✧计算材料的结构参数(键长、键角、晶格常数、原子位置等)和构型✧计算材料的状态方程和力学性质(体弹性模量和弹性常数)✧计算材料的电子结构(能级、电荷密度分布、能带、电子态密度和ELF)✧计算材料的光学性质✧计算材料的磁学性质✧计算材料的晶格动力学性质(声子谱等)✧表面体系的模拟(重构、表面态和STM模拟)✧从头分子动力学模拟✧计算材料的激发态(GW准粒子修正)➢VASP软件的主要参数V ASP软件计算过程中主要的四个参数文件:INCAR、POSCAR、POTCAR、KPOINTS,下面简要介绍,详细权威的请参照V ASP手册。
➢VASP软件的主要参数INCAR文件该文件控制V ASP进行何种性质的计算,并设置了计算方法中一些重要的参数,这些参数主要包括以下几类:对所计算的体系进行注释✧SYSTEM定义如何输入或构造初始的电荷密度和波函数✧ISTART,ICHARG,INIW A V定义电子的优化✧平面波切断动能和缀加电荷时的切断值:ENCUT,ENAUG✧电子部分优化的方法:ALGO,IALGO,LDIAG✧电荷密度混合的方法:IMIX,AMIX,AMIN,BMIX,AMIX_MAG,BMIX_MAG,WC,INIMIX,MIXPRE,MAXMIX✧自洽迭代步数和收敛标准:NELM,NELMIN,NELMDL,EDIFF 定义离子或原子的优化✧原子位置优化的方法、移动的步长和步数:IBRION,NFREE,POTIM,NSW✧分子动力学相关参数:SMASS,TEBEG,TEEND,POMASS,NBLOCK,KBLOCK,PSTRESS✧离子弛豫收敛标准:EDIFFG定义态密度积分的方法和参数✧smearing方法和参数:ISMEAR,SIGMA✧计算态密度时能量范围和点数:EMIN,EMAX,NEDOS✧计算分波态密度的参数:RWIGS,LORBIT其它✧计算精度控制:PREC✧磁性计算:ISPIN,MAGMOM,NUPDOWN ✧交换关联函数:GGA,VOSKOWN✧计算ELF和总的局域势:LELF,LVTOT✧结构优化参数:ISIF✧等等。
incar的方法参数
INCAR文件中包含了多个参数,这些参数指导VASP程序如何执行计算任务。
以下是一些重要的INCAR参数及其作用:
1. SYSTEM:这个参数由用户自定义,用于给计算任务命名,它不影响计算结果。
2. ENCUT:平面波截断能,决定基组的大小和计算的精度。
较大的ENCUT值可以提高计算精度,但同时会增加计算量。
3. PREC:控制计算精度的参数,影响ENCUT、NGX、NGY、NGZ等多个参数。
4. EDIFF:控制自洽场(SCF)循环收敛的能量差异标准。
当连续两次迭代的总能量差小于EDIFF时,认为达到收敛。
5. ISMEAR 和SIGMA:这两个参数决定在布里渊区积分时如何计算分布函数。
6. LREAL:决定投影算符是在实空间还是倒空间进行计算。
高精度计算建议设置LREAL=.FALSE.,而在原子数超过20的系统中可以设置为LREAL=Auto(VASP 4.4及以上版本)。
虽然INCAR文件包含许多参数,但大多数都有默认值。
即便INCAR文件为空,VASP也能执行最基本的计算任务。
不过,为了完成特定的计算任务,通常需要手动设置一些关键参数。
VASP基本参数设置
SYSTERM=hafnium oxideISTART=0ICHARG=2NWRITE=2LWAVE=.False.PREC=high???? 默认值Medium在4版本,在5版本normalspecify high --mannual 46#LVTOT=.True.#IDIPOL=4ALGO=FastLREAL=Auto#LELF=.TRUE.LCHARG=.FALSE.################electronic relaxation############NELM=80ENCUT=500?????EDIFF=1E-05#ISPIN=2###################ion relaxtion################NSW=IBRION=2ISIF=2EDIFFG=-0.005####################################################ISMEAR=0SIGMA=0.05#LORBIT=11#NEDOS=#NBANDS =ISYM=0#NELECT###################bader charge analysis#################### #LAECHG=.Ture.#NGXF#NGYF#NGZF###################NEB######################################## #ICHAIN=#IMAGES=#SPRING=#LCLIMB=#POTIM=#IOPT=vasp incar 主要参数设置SYSTEM=B N ------作业说明语句,即任务的名字IALGO=38 ------指定电子自洽计算的算法 38 Davidson 48 RMM-DIIS 算法NELM=200 ------自洽迭代次数,一般默认40次NELMIN=4 ------最小迭代次数,表面或动力学计算是应增大默认为2次#NELMDL=-12 ------开始几步不自洽处理,默认IALGO=8时为-5,IALGO=48时为-12,其他0 #ISTART=0 ------是否使用已有波函数。
VASP 初学者必读
初学VASP(一) what's it?VASP = Vienna Ab-initio Simulation PackageVASP is a complex package for performing ab-initio quantum-mechanical molecular dynamics (MD) simulations using pseudopotentials (如超软赝势US-PP) or the projector-augmented wave (PAW) method and a plane wave basis set. The approach implemented in VASP is based on the (finite-temperature) local-density approximation with the free energy as variational quantity and an exact evaluation of the instantaneous electronic ground state at each MD time step.它的好处主要包括基组小适于第一行元素和过渡金属,大体系计算快(<4000价电子),适于平行计算(Unix/Linux) 其他特性还包括自动对称性分析、加速收敛算法另文涉及。
一个简单的VASP作业主要涉及四个输入文件:INCAR(作业细节) POSCAR(体系坐标) POTCAR(赝势) KPONITS(k空间描述)初学VASP(二) 布里赫定理本文简单介绍点能带理论的基础知识以利于后文讨论布里赫(F.Bloch) 参考书:《固体能带理论》谢希德陆栋主编Bloch定理周期性势场的单电子薛定谔方程的非简并解和适当选择组合系数的简并解同时是平移算符T(Rl)的属于本征值exp(ik•Rl)的本征函数数学表示:T(Rl)ψn(k,r) = ψn(k,r+Rl) = exp(ik•Rl)•ψn(k,r)ψn(k,r)称为Bloch函数,用它描写的电子也称为布里赫电子推论一:晶格电子可用通过晶格周期性调幅的平面波表示。
INCAR简单介绍
V ASP控制参数文件INCAR的简单介绍限于能力,只对部分最基本的一些参数(>,没有这个标志的参数都是可以不出现的)详细说明,在这里只是简单介绍这些参数的设置,详细的问题在后文具体示例中展开。
部分可能会干扰V ASP运行的参数在这里被刻意隐去了,需要的同学还是请查看V ASP自带的帮助文档原文。
参数列表如下:>SYSTEM name of System任务的名字***>NWRITE verbosity write-flag (how much is written)输出内容详细程度0-3 缺省2如果是做长时间动力学计算的话最好选0或1(首末步/每步核运动输出)据说也可以结合shell的tail或grep命令手动输出>ISTART startjob:restart选项0-3 缺省0/1 for 无/有前次计算的WA VECAR(波函数)1 'restart with constant energy cut-off'2 'restart with constant basis set'3 'full restart including wave function and charge prediction'ICHARG charge: 1-file 2-atom 10-const Default:if ISTART=0 2 else 0ISPIN spin polarized calculation (2-yes 1-no) default 2MAGMOM initial mag moment / atom Default NIONS*1INIWA V initial electr wf. : 0-lowe 1-randDefault 1 only used for start jobs (ISTAR T=0)IDIPOL calculate monopole/dipole and quadrupole corrections1-3 只计算第一/二/三晶矢方向适于slab的计算4 全部计算尤其适于就算孤立分子>PREC precession: medium, high or low(V ASP.4.5+ also: normal, accurate)Default: Medium V ASP4.5+采用了优化的accurate来替代high,所以一般不推荐使用high。
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初学VASP(六) 最重要的INCAR参数初学VASP(六) 最重要的INCAR参数INCAR是决定how to do 的文件限于能力,只对部分最基本的一些参数(>,没有这个标志的参数都是可以不出现的)详细说明,在这里只是简单介绍这些参数的设置,详细的问题在后文具体示例中展开。
部分可能会干扰VASP运行的参数在这里被刻意隐去了,需要的同学还是请查看VASP自带的帮助文档原文。
参数列表如下:>SYSTEM name of System任务的名字 ***>NWRITE verbosity write-flag (how much is written)输出内容详细程度 0-3 缺省2如果是做长时间动力学计算的话最好选0或1(首末步/每步核运动输出)据说也可以结合shell的tail或grep命令手动输出>ISTART startjob:restart选项 0-3 缺省0/1 for 无/有前次计算的WAVECAR(波函数)1 'restart with constant energy cut-off'2 'restart with constant basis set'3 'full restart including wave function and charge prediction'ICHARG charge: 1-file 2-atom 10-const Default:if ISTART=0 2 else 0ISPIN spin polarized calculation (2-yes 1-no) default 2MAGMOM initial mag moment / atom Default NIONS*1INIWAV initial electr wf. : 0-lowe 1-randDefault 1 only used for start jobs (ISTART=0)IDIPOL calculate monopole/dipole and quadrupole corrections1-3 只计算第一/二/三晶矢方向适于slab的计算4 全部计算尤其适于就算孤立分子>PREC precession: medium, high or low(VASP.4.5+ also: normal, accurate)Default: Medium VASP4.5+采用了优化的accurate来替代high,所以一般不推荐使用high。
不过high可以确保'绝对收敛',作为参考值有时也是必要的。
同样受推荐的是normal,作为日常计算选项,可惜的是说明文档提供的信息不足。
受PREC影响的参数有四类:ENCUT; NGX,NGY,NGZ; NGXF, NGYF, NGZF; ROPT 如果设置了PREC,这些参数就都不需要出现了当然直接设置相应的参数也是同样效果的,这里不展开了,随后详释>ENCUT energy cutoff in eV : default taken from POTCAR-fileimportant! 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 HighENCUT= ENMIN ENMAX ENMAX 130%ENMAX对于多个元素的POTCAR不同的ENMAX/ENMIN,都取最大值>NGX,NGY,NGZ: FFT mesh for wavefunctions>NGFX, NGFY, NGFZ: FFT mesh for charges也是两类重要的最好不要去动的参数,PREC设置将从POTCAR中自动读取。
PREC=High,Accurate 2倍值,用来避免wrap around errors得到精确解PREC=Low,Medium,Normal 3/4 也已经足够精确到 1 meV/atom>LREAL: Default= .FALSE.赝势的非局域部分用到的一个积分在倒格空间或者实空间都可以求值。
这个选项就是决定是在哪个空间里求。
在倒格空间里,采用平面波基组求解,在实空间里,采用积分球求解。
缺省是.FALSE,即不在实空间求。
但效率会低一些。
其他选项是O or On,A or Auto 和.True.。
On和.TRUE.的差别在于是否使用King-Smith算法优化,Auto则自动选择,推荐。
>ROPT: 优化控制每个核周围的积分球内的格点数,LREAL=Auto or On For LREAL=OnPREC= 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 real space sphere ( ROPT=1.5)For LREAL=AutoPREC= Low accuracy 1e-2 ( ROPT=0.01)PREC= Med accuracy 2e-3 ( ROPT=0.002)PREC= High accuracy 2e-4 ( ROPT=2E-4)>NELM, NELMIN and NELMDL nr. of electronic stepsDefault最大电子自洽循环次数 NELM = 60最小次数 NELMIN = 2弛豫次数 NELMDL = -5 if ISTART=0, INIWAV=1, and IALGO=8-12 if ISTART=0, INIWAV=1, and IALGO=480 else如果初始的波函数采取随机赋值,即ISTART=0, INIWAV=1,那么很可能开始的值比较离谱,那么在第一步核运动循环之前采用NELMDL(负值)步的非自洽(保留初始的H)步计算将减少计算所需的时间。
如果NELMDL取正值,将在每次核运动之后附加指定次数的弛豫步,目前不知道可以干嘛>EDIFF 电子SC循环的收敛精度缺省:1e-4注意,即使EDIFF=0,NELM步也会执行>EDIFFG 核运动的收敛精度缺省:EDIFF*10 (总能量)EDIFFG<0 则在所有的力都小于EDIFFG时停止EDIFFG=0 则在NSW步后停止此参数不支持MD,仅用于Relax>NSW 指定核运动步数缺省: 0NBLOCK and KBLOCK inner block; outer blockDefault NBLOCK = 1 KBLOCK = NSW>IBRION ionic relaxation: -1-Fixed 0-MD 1-quasi-New 2-CG 3-Damp 5-freq Default if NSW=0 or 1 IBRION=-1 else IBRION=0这个参数是和ISIF;IALGO/ALGO一起决定怎么算的最重要的参数1-3 是三种Relax的方法,受ISIF决定是否固定核位置、晶胞大小和形状0 是标准的ab-initio MD,不受ISIF影响,即不改变晶胞大小和形状5 大概是和0差不多吧?支持Hessian和Freq(仅Г点)的计算以及部分固定的MD详细的要在示例中具体情况具体分析了。
>ISIF calculate stress and what to relaxDefault if IBRION=0 (MD) 0 else 2ISIF│calculate │ calculate │relax │ change │ change │ force │stress tensor │ions │ cell shape │cell volume ──┼─────┼───────┼───┼──────┼──────0 │ yes │no │yes │no │no1 │ yes │trace only │yes │no │no2 │ yes │yes │yes │no │no3 │ yes │yes │yes │yes │yes4 │ yes │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 pressureIWAVPR prediction of wf.: 0-non 1-charg 2-wave 3-combDefault if IBRION=0 (MD) 2if IBRION=1,2 (relaxation) 1else (static calculation) 0以上选项保存TMPCAR +10 则全部使用内存,不保存此文件IWAVPR determines how wave functions and/or charge density areextrapolated from one ionic configuration to the next configuration.>ISYM symmetry: 0-nonsym 1-usesym 是否使用对称性 Default 1 SYMPREC determines precision of the positions in POSCAR file. Default 1e-5 LCORR Harris-correction to forces. Default .TRUE.>POTIM time-step for ion-motion (fs)DefaultIBRION=0 (MD) no default,必须指定,MD每步步长IBRION=1,2,3 (relaxation) 0.5 最小化的'scaling constant',尤其是IBRION=1>TEBEG, TEEND temperature during run (MD有效)Default: TEBEG = 0 TEEND = TEBEG注意VASP的温度定义与实际温度有细微的差别,所以TEBEG=T×(N-1)/N T为实际温度,N为原子数SMASS 控制MD中的速度模拟方法default -3 微正则系综(总自由能不变)-2 保持初速度不变-1 每NBLOCK步调整速度,来保证动能连续>=0 Nosé算法模拟正则系综,(不懂-,-)NPACO and APACONPACO : number of slots for pair correlation (PC) function. Default 256 APACO : maximum distance for the evaluation of PC function in A. Default 16简单说就是在不超过APACO的NPACO个距离上求成对相关函PCFRWIGS Wigner-Seitz半径 DOS计算用>NELECT 总电子数如果系统不是电中性的就必须设置,所带电荷作为均一的背景电子气考虑NUPDOWN default不考虑电子自旋态改变的可能EMIN, EMAX energy-range for DOSCAR file>ISMEAR part. occupancies: -5 tet with Blochl -4-tet -1-fermi 0-gaus >0 MP采用所谓部分占有波函数,用一个函数来平滑积分,尤其是对于金属体系可减少k点Default ISMEAR = 1 如果在KPOINTS里使用了tetrahedra方法推荐ISMEAR=5SIGMA determines the width of the smearing in eVDefault SIGMA = 0.2>ALGO algorithm: Normal (Davidson) | Fast (mixed)| Very_Fast (RMM-DIIS) >IALGO algorithm: use only 48 (RMM-DIIS) or 38(Davidson) or 8(CG)Default IALGO = 38 for VASP4.5算法是最重要的参数之一。