材料计算vasp 程序
VASP原包的计算过程及原理
——by Tan Su
VASP计算流程概括：
首先在Materiale Studio(MS)里导入原包模型，即纯金属模型、氧化 物模型、原子模型等
把原包坐标转换成VASP坐标，用FTP转入所要计算的服务器（a）
然后在SecureCRT中进入服务器a，建立文件夹（mkdir 文件名，如 sut）, 也可以直接用ftp键入好文件夹，在所建好的原包文件件，如 Au中键入四个指标（vi 名称，名称必需大写！） 四个指标分别是：INCAR，KPOINTS，POSCAR，POTCAR 复制VASP脚本，即：cp VASP脚本 交作业： qsub 目录（如所在即是要算的目录，可不加） VASP脚本 作业运行：qstat
ljy01 ： 192.9.207.206 ljy03a：192.9.207.102 ljy07a：192.9.207.102 ljy01b-ljy04b：192.9.207.253 pdr06b: 192.9.207.253 ljy01c：192.9.207.204 ljy01e-ljy02e: 192.9.207.240 ljy01g：192.9.207.18 ljy01h-ljy02h：192.9.200.99 st01d: 192.9.207.206
存成*.cif和*.car文件
16
表面的计算
在VESTA软 件中打开所 要转化的*.cif 文件，如右 图所示，转 化为*.VASP 文件 另外一种方 式见过渡态 计算部分
17
表面的计算
பைடு நூலகம்
固定最上两层，即 最大数值的两个， 所以区域为7-9.5 之间即可
自动生成四个参数，需 要检查参数是否正确
18
一般会进入队列排队（R），也可能出错，请检查OUTCAR文件 多余作业取消：qdel 作业代号
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计算实例
VASP计算实例目录一、氢气分子H2键长的计算 (3)1.基本文件 (3)2.赝势类型的选择 (3)3.截断能ENCUT参数的选择 (4)4.KPOINTS参数选择 (5)5.对晶格常数进行优化 (6)二、Si晶体晶格常数计算 (8)1.赝势类型选择 (8)2.截断能（ENCUT）参数的选定 (9)3.KPOINTS参数的选定 (11)4.SIGMA参数的选定 (12)5.晶格常数计算结果 (13)三、Si元素单原子能量计算 (14)1.由内聚能倒推单原子能量 (14)2.基本文件 (15)3.单原子能量计算 (15)四、Si的VASP力学常数计算 (16)1.计算所需文件 (16)2.计算与数据处理 (17)3.计算所用到的公式： (18)五、SI晶体的电子结构 (19)1.采用VASP计算能带的步骤 (19)2.电荷分布计算结果 (20)能带计算和结果 (21)3.态密度计算和结果 (21)六、Si晶体介电函数和光学性质的计算 (22)1.计算步骤 (22)2.用到的文件 (23)3.计算结果 (26)七、VASP的声子谱计算 (29)1.计算步骤 (29)2.基本文件 (30)3.声子谱、声子态密度计算和结果 (33)4.热学性质计算和结果 (34)八、化合物co2键长计算 (35)1.计算步骤 (35)2.基本文件 (35)一、氢气分子H2键长的计算1.基本文件准备基本文件INCAR、POTCAR、POSCAR、KPOINT以及脚本文件encut、k、optimize2.赝势类型的选择输入文件如下其中参数要靠经验初选INCAR:System = F2ISTART = 0ICHARG = 2NELMDL = 5ISMEAR = 0SIGMA = 0.1PREC = AccurateKPOINTS：Automatic meshM1 1 10 0 0POSCAR：O115.0 0.00 0.000.00 14.0 0.000.00 0.00 13.01D0.00 0.00 0.00分别选用五个贋势文件进行计算。
VASP程序使用
尝试电子密度和尝试波函数
写出交换相关势表达式
构造哈密顿量
子空间对角化，优化迭代
自由能的表达式E
新电子密度，与尝试电子密度比较
是
否
输出结果，写波函数
与原子轨道基组相比，平面波基组有如下优点： 1) 无需考虑BSSE校正； 2) 平面波基函数的具体形式不依赖于核的坐标，这样，一
对于K-mesh的确定方法，通常通过考察总能量/能量差的收敛 程度来确定，能量的收敛标准是1meV/atom。
多数情况下，对半导体或绝缘体较小的K-mesh能量就可以 收敛，对于导体，一般需要较大的K-mesh。
-10.2
-10.3
-10.4
Total energy(eV)
-10.5
-10.6
-10.7
PBE
2) POTCAT中各原子赝势定义的顺序必需与POSCAR中相同：
surface of mgo(100) (2*2)Mg 1.00000000000000 5.9459999999999997 0.0000000000000000 0.0000000000000000 0.0000000000000000 5.9459999999999997 0.0000000000000000 0.0000000000000000 0.0000000000000000 20.0000000000000000 20 20
动力学模拟)； DOSCAR : 态密度信息。
POSCAR文件内容说明：
Silicon bulk (Title) 2.9 (Scaling factor or lattice constant) 0.0 1.0 1.0 (第一个平移矢量的方向) 1.0 0.0 1.0 (第二个平移矢量的方向) 1.0 1.0 0.0 (第三个平移矢量的方向)
VASP程序使用教程
-10.2
-10.3
-10.4
Total energy(eV)
-10.5
-10.6
-10.7
-10.8
-10.9 2 4 6 8 10 12
硅体相总能量随K-mesh大小的变化情况
Size of k-mesh
4. Cutoff energy大小的选择：
截至能的大小直接影响到计算结果的精度和计算速度， 因此，它是平面波计算方法的一个重要参数。
的选择可以方便控制平面波基组的大小。
平面波基组方法的不足之处：
1) 所求得的波函数很难寻找出一个直观的物理或化学图象与
化学家习惯的原子轨道的概念相联系，即其结果与化学家 所感兴趣的成键和轨道作用图象很难联系出来，这就为我 们计算结果的分析带来了困难； 2) 考察某些物理量时，例如原子电荷，涉及到积分范围的选
二维固体表面
说明： 重复平板模型中的平移矢量长度必须合理选择，以保证： 1) 对于分子体系，必须保证相邻重复单元中最近邻原子之间的 距离必须至少7~10埃以上； 2) 对于一维体系，相邻两条链最近邻原子之间的距离必须至少 7~10埃以上； 3) 对二维体系，上下两个平板最近邻原子之间的距离必须至少 7~10埃以上； 4) 严格意义上，通过考察体系总能量/能量差值对真空区大小的 收敛情况来确定合理的平移矢量长度。
Surf. Sci., 2007, 601, 3488
6) UPS能谱图像模拟
Surf. Sci., 2007, 601, 3488
7) 材料光学性质计算
8) 其它性质计算，包括功函、力学性质等
2. 重复平板模型(或层晶模型)：
VASP程序采用重复平板模型来模拟零维至三维体系
零维分子体系
第一原理电子结构计算程序：VASP
0.866 0.0
B A B A
(2). 优化晶格参数,求出能量最低所对应的晶格参数
wurtzite晶体含有两个内部自由度, 晶格参数优化过程要比立方 结构费时
CoO: a=2.98, c/a=1.735, u=0.367
8
8
4
4
E (eV)
0
0
-4
-4
-8
-8
-24
A
L
M
Γ
A
H
K
Γ
-24
A
L
M
第一原理电子结构计算程序：VASP
• 程序原理 • 输入文件 • 输出文件 • 应用
输入文件
POTCAR KPOINTS POSCAR INCAR
pseudopotentail file Brillouin zone sampling structural data steering parameters
r 1r a1 = a( i − 2 r 1r a2 = a ( i + 2 r r a3 = ck
3r j) 2 3r j) 2
r 2π r (i − b1 = a r 2π r (i + b2 = a r 2π r b3 = k c
3 3 3 3
r j) r j)
r r r Γ = 0b1 + 0b2 + 0b3 = (0,0,0) 1 r r 1 1 K = (b1 + b2 ) = ( , ,0) 3 r 3 3 M = 0.5b1 = (0.5,0,0) r A = 0.5b3 = (0,0,0.5) r r r H = 0.5b1 + 0.5b2 + 0.5b3 = (0.5,0.5,0.5) r r r L = 0.5b1 + 0b2 + 0.5b3 = (0.5,0,0.5)
VASP计算方法
V ASP计算方法总结1 静态计算计算方法：IBRION = -1NSW = 02 结构优化计算方法：①只进行离子弛豫IBRION = 2ISIF = 2②块体晶格参数优化IBRION = 2ISIF = 3③二维材料晶格参数优化3 表面能计算方法：1) 块体晶体晶格参数优化；静态计算；得能量Eb 2) 优化的块体切slab ；静态计算；得Es1 3) 将slab 模型离子弛豫；静态计算；得Es24) γ = （Es1 – N *（Eb / n ））/ 2A + （Es2 – Es1）/ A 计算步骤：4 功函数计算方法：1) 块体晶格参数优化；切slab 模型；离子弛豫 2) 修改INCAR （LVHAR = .TRUE.）；静态计算 3) W = Ve - EF表面能1strustatic2slab 3optislabstatic计算步骤：5 吸附能计算方法：1) 块体和二维材料(D)晶格参数优化 2) 块体切slab ；构建slab 吸附模型3) slab 吸附模型去slab ；二维材料离子弛豫；静态计算 4) slab 吸附模型去二维材料；slab 离子弛豫；静态计算 5) slab 吸附模型离子弛豫；静态计算 6) E abs = E metal-D – E metal – E D 计算步骤：表面能1strustatic2slab3optislabstaticworkfunction吸附能1strustatic 2slab static 3slabDstatic6 差分电荷密度计算方法： 1) 完成吸附能计算2) Slab 吸附模型静态计算时得ρab3) Slab 吸附模型CONTCAR 去slab ；二维材料静态计算得ρa 4) Slab 吸附模型CONTCAR 去二维材料；slab 静态计算得ρb 5) △ρ = ρab – ρa – ρb 计算步骤：7 DOS计算方法： 1) 模型优化完成2) 自洽计算得到CHGCAR （DOS 文件夹下） ISMEAR = -5 LCHARG = .TRUE.吸附能1strustatic 2slabstatic3slabD staticDchargeslabcharge小密度k点（总k点>4）3)非自洽计算得到vasprun.xml（PDOS文件夹下）ISMEAR = -5ISTART = 1ICHARG = 11LORBIT = 11NEDOS = 1000大密度k点计算步骤：DOS PDOS8 能带计算计算方法：1)模型优化完成2)自洽计算得到CHGCAR（同上）ISMEAR = -5LCHARG = .TRUE.小密度k点（总k点>4）3)非自洽计算得到vasprun.xml（BAND文件下）a)INCARISMEAR ≠-5ISTART = 1ICHARG = 11LORBIT = 11NEDOS = 1000大密度k点NBANDS可适当增大b)KPOINTS写syml文件（用pand.x时，E-fermi得重写）；gk.x一下计算步骤：DOS PDOS BAND。
张平第一原理电子结构计算程序VASP.pdf
(4). 做非自洽计算, 求电子结构
• 修改INCAR文件: 将参数ICHARG设为 11 • 修改KPOINTS输入文件 • 运行VASP程序,从输出文件EIGENVAL中提出电子结构
画出电荷密度
VRHFIN =Si: s2p2 LEXCH = CA EATOM = 115.7612 eV, 8.5082 Ry GGA = -1.4125 -1.4408 .0293 -.9884 eV
TITEL = US Si LULTRA = T use ultrasoft PP ? IUNSCR = 1 unscreen: 0-lin 1-nonlin 2-no RPACOR = 1.580 partial core radius POMASS = 28.085; ZVAL = 4.000 mass and valenz RCORE = 2.480 outmost cutoff radius RWIGS = 2.480; RWIGS = 1.312 wigner-seitz radius (au A) ENMAX = 150.544; ENMIN = 112.908 eV EAUG = 241.945 …………
计算,得到输出文件EIGENVAL (5). 提取数据,画图
(1). 生成4个输入文件: POSCAR POTCAR INCAR KPOINTS
Diamond Si 5.5 0.0 0.5 0.5 0.5 0.0 0.5 0.5 0.5 0.0 2 Direct
0.0 0.0 0.0
0.25 0.25 0.25
(2)symmetric setup
Fixed layers (bulk)
VASP的具体计算流程
! ) we use a selfconsistent minimization scheme and do not have a delay
39
!======================== SUBROUTINE FEWALD
============================
! calculate ewald energy forces, and stress
65 !-----write out positions (only done on IONODE)
66 ! append new chargedensity to file CHG
67 ! if ions were moved recalculate some quantities
68 ! WAVPRE prediction of the new wavefunctions and charge-density
! calculate the structure-factor, initialize some arrays
34 ! set the coefficients of the plane wave basis states to zero before
! initialising the wavefunctions by calling WFINIT (usually random)
vaspvaspvaspvasp的具体计算流程的具体计算流程的具体计算流程的具体计算流程1
VASP 的具体计算流程
1 ! open Files 2 ! read header of POSCAR file 3 ! read pseudopotentials 4 ! read INCAR 5 ! core level shift related items (parses INCAR) 6 ! loop over different smearing parameters 7 ! now read in Pseudopotential 8 ! LDA+U initialisation (parses INCAR) 10 ! optics initialisation (parses INCAR) 11 ! Read POSCAR Startjob and Continuation-job 12 ! diverse INCAR readers 13 ! exchange correlation table 14 ! init all chains (INCAR reader) 15 ! xml finish copying parameters from INCAR to xml file 16 ! for static calculations or relaxation jobs DYN%VEL is meaningless 17 ! initialize the symmetry stuff 18 ! Read KPOINTS 19 ! at this point we have enough information to
VASP中电子态密度计算的流程
VASP中电子态密度计算的流程VASP（Vienna Ab initio Simulation Package）是一种基于密度泛团理论（DFT）的第一性原理计算软件包，适用于从头计算材料的电子结构和相关性质。
电子态密度（Electronic Density of States, DOS）是VASP中一个重要的计算任务，它描述了材料中电子的能量分布情况，可以用来分析材料的能带结构、电导性、磁性等性质。
下面是VASP中计算电子态密度的一般流程：1.构建体系：首先需要确定要研究的体系的晶体结构。
可以通过实验数据、结构数据库或者其他理论方法得到体系的晶体结构，然后使用VASP提供的一些工具生成输入文件。
2.检查和准备输入文件：在进行计算之前，需要检查输入文件的正确性。
输入文件主要包括POSCAR（晶体结构）、POTCAR（势能文件）和KPOINTS（k点网格），还可以包括INCAR（控制参数）和CHGCAR（电荷密度）。
可以使用VASP提供的一些工具来生成这些文件。
3.设置计算参数：在INCAR文件中设置计算参数。
这些参数包括计算方式（GS、NSW等）、电子相关参数（ENCUT、EDIFF、ISMEAR等）和计算资源（NPAR、NCORE等）等。
4.进行自洽计算：运行VASP程序开始自洽计算。
自洽计算是指通过迭代寻找材料中所有电子的基态波函数和电子密度。
5.DOS计算：自洽计算完成后，可以进行DOS计算。
首先需要通过选择一个能量范围，确定所需的DOS信息。
然后在INCAR文件中设置相关参数，如要求计算PDOS（投影态密度）、LORBIT参数（需要计算轨道投影DOS）等。
6.执行DOS计算：运行VASP程序开始DOS计算。
程序会在给定的能量范围内计算电子态密度，并输出相应的结果。
7. 分析结果：根据VASP计算结果，可以通过一些可视化软件（如VESTA、XCrysDen等）绘制电子态密度的能带图、分析能带结构，进而分析材料的电子特性和相关性质。
vasp 态密度计算流程
vasp 态密度计算流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
文档下载后可定制随意修改，请根据实际需要进行相应的调整和使用，谢谢!并且，本店铺为大家提供各种各样类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，如想了解不同资料格式和写法，敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by theeditor. I hope that after you download them,they can help yousolve practical problems. The document can be customized andmodified after downloading,please adjust and use it according toactual needs, thank you!In addition, our shop provides you with various types ofpractical materials,such as educational essays, diaryappreciation,sentence excerpts,ancient poems,classic articles,topic composition,work summary,word parsing,copy excerpts,other materials and so on,want to know different data formats andwriting methods,please pay attention!1. 准备输入文件POSCAR：包含晶体结构信息。
POTCAR：赝势文件。
VASP计算方法
VASP计算⽅法V ASP计算⽅法总结1 静态计算计算⽅法：IBRION = -1NSW = 02 结构优化计算⽅法：①只进⾏离⼦弛豫IBRION = 2ISIF = 2②块体晶格参数优化IBRION = 2ISIF = 3③⼆维材料晶格参数优化3 表⾯能计算⽅法：1) 块体晶体晶格参数优化；静态计算；得能量Eb 2) 优化的块体切slab ；静态计算；得Es1 3) 将slab 模型离⼦弛豫；静态计算；得Es24) γ = （Es1 – N *（Eb / n ））/ 2A + （Es2 – Es1）/ A 计算步骤：4 功函数计算⽅法：1) 块体晶格参数优化；切slab 模型；离⼦弛豫 2) 修改INCAR （LVHAR = .TRUE.）；静态计算 3) W = Ve - EF表⾯能1strustatic2slab 3optislabstatic计算步骤：5 吸附能计算⽅法：1) 块体和⼆维材料(D)晶格参数优化 2) 块体切slab ；构建slab 吸附模型3) slab 吸附模型去slab ；⼆维材料离⼦弛豫；静态计算 4) slab 吸附模型去⼆维材料；slab 离⼦弛豫；静态计算 5) slab 吸附模型离⼦弛豫；静态计算 6) E abs = E metal-D – E metal – E D 计算步骤：表⾯能1strustatic2slab3optislabstaticworkfunction吸附能1strustatic 2slab static 3slabDstatic6 差分电荷密度计算⽅法： 1) 完成吸附能计算2) Slab 吸附模型静态计算时得ρab3) Slab 吸附模型CONTCAR 去slab ；⼆维材料静态计算得ρa 4) Slab 吸附模型CONTCAR 去⼆维材料；slab 静态计算得ρb 5) △ρ = ρab – ρa – ρb 计算步骤：7 DOS计算⽅法： 1) 模型优化完成2) ⾃洽计算得到CHGCAR （DOS ⽂件夹下） ISMEAR = -5 LCHARG = .TRUE.吸附能1strustatic 2slabstatic3slabD staticDchargeslabcharge⼩密度k点（总k点>4）3)⾮⾃洽计算得到vasprun.xml（PDOS⽂件夹下）ISMEAR = -5ISTART = 1ICHARG = 11LORBIT = 11NEDOS = 1000⼤密度k点计算步骤：DOS PDOS8 能带计算计算⽅法：1)模型优化完成2)⾃洽计算得到CHGCAR（同上）ISMEAR = -5LCHARG = .TRUE.⼩密度k点（总k点>4）3)⾮⾃洽计算得到vasprun.xml（BAND⽂件下）a)INCARISMEAR ≠-5ISTART = 1ICHARG = 11LORBIT = 11NEDOS = 1000⼤密度k点NBANDS可适当增⼤b)KPOINTS写syml⽂件（⽤pand.x时，E-fermi得重写）；gk.x⼀下计算步骤：DOS PDOS BAND。
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计算实例
VASP计算实例VASP（Vienna Ab initio Simulation Package）是一种常用的第一性原理计算软件包，用于模拟和计算材料的结构和性质。
它基于密度泛函理论（DFT）和平面波基组，具有高精度和高效率的特点。
下面是一个关于VASP计算的示例：为了演示VASP的使用，我们将以氧化铁（Fe2O3）为例进行计算。
氧化铁是一种重要的功能材料，应用广泛，如磁性材料、电子器件、催化剂等领域。
1.准备输入文件：首先，我们需要准备输入文件。
VASP的输入文件主要包括两个部分：结构文件（POSCAR）和参数文件（INCAR）。
POSCAR文件描述了体系的晶体结构，包括晶格常数、原子种类及坐标等信息。
INCAR文件则包含了VASP计算的各种参数设置，如计算方法、收敛条件、化学势等。
2.设置INCAR文件：我们需要根据需求设置INCAR文件的参数。
例如，选择泛函理论的类型（LDA或GGA）、平面波能量截断（ENCUT）、收敛判据（EDIFF）等。
此外，还需要注意设置计算类型（静态计算、构型优化、分子动力学模拟等）及相关参数。
3.运行VASP：在设置完输入文件后，我们可以启动VASP进行计算。
一般情况下，我们可以在命令行界面输入"vasp"命令启动VASP。
此时，VASP将读取输入文件，并开始进行计算。
4.结果分析：计算完成后，可以通过VASP的输出文件来分析计算结果。
VASP的输出文件主要包括：能量、晶格常数、原子坐标、能带结构、态密度等信息。
我们可以通过这些信息来理解和分析材料的结构和性质。
除了以上基本计算流程，VASP还提供了许多功能和选项，可用于更复杂的计算和分析。
例如，通过设置不同的计算类型和参数，可以进行构型优化、声子计算、电子结构计算、弛豫过程模拟等。
此外，VASP还支持并行计算和计算集群的使用，以提高计算效率。
总结：VASP是一个功能强大且广泛应用的第一性原理计算软件包。
(完整word版)VASP(计算前的各种测试)
(计算前的)验证一、检验赝势的好坏：（一）方法:对单个原子进行计算;（二)要求：1、对称性和自旋极化均采用默认值；2、ENCUT要足够大；3、原胞的大小要足够大，一般设置为15 Å足矣,对某些元素还可以取得更小一些。
（三）以计算单个Fe原子为例：1、INCAR文件：SYSTEM = Fe atomENCUT = 450。
00 eVNELMDL = 5 ! make five delays till charge mixing，详细意义见注释一ISMEAR = 0SIGMA=0。
12、POSCAR文件：atom15。
001。
00 0。
00 0.000.00 1.00 0。
000。
00 0。
00 1.001Direct0 0 03、KPOINTS文件：（详细解释见注释二。
）AutomaticGamma1 1 10 0 04、POTCAR文件：（略)注释一：关键词“NELMDL”:A）此关键词的用途：指定计算开始时电子非自洽迭代的步数（即NELMDL gives the number of non-selfconsistent steps at the beginning），目的是make calculations faster。
“非自洽"指的是保持charge density不变，由于Charge density is used to set up the Hamiltonian，所以“非自洽”也指保持初始的哈密顿量不变。
B）默认值(default value）：NELMDL = —5 （当ISTART=0, INIWAV=1，and IALGO=8时)NELMDL = -12 （当ISTART=0，INIWAV=1, and IALGO=48时）NELMDL = 0 (其他情况下)NELMDL might be positive or negative。
A positive number means that a delay is applied after each ionicmovement -— in general not a convenient option. （在每次核运动之后）A negative value results in a delay only for the start-configuration。
材料计算vasp程序
材料计算vasp程序用VASP计算Ｈ原子的能量氢原子的能量为。
在这一节中，我们用VASP计算H原子的能量。
对于原子计算，我们可以采用如下的INCAR文件PREC=ACCURATE:NELMDL = 5 make five delays catill charge mixingISMEAR = 0; SIGMA=0.05 use smearing method采用如下的KPOINTS文件。
由于增加K点的数目只能改进描述原子间的相互作用，而在单原子计算中并不需要。
所以我们只需要一个K 点。
Monkhorst Pack 0 Monkhorst Pack1 1 10 0 0采用如下的POSCAR文件atom 115.00000 .00000 .00000.00000 15.00000 .00000.00000 .00000 15.000001cart0 0 0采用标准的H的POTCAR得到结果如下：k-point 1 : 0.0000 0.0000 0.0000band No. band energies occupation1 -6.3145 1.000002 -0.0527 0.000003 0.4829 0.000004 0.4829 0.00000我们可以看到，电子的能级不为。
Free energy of the ion-electron system (eV)---------------------------------------------------alpha Z PSCENC = 0.00060791Ewald energy TEWEN = -1.36188267-1/2 Hartree DENC = -6.27429270-V(xc)+E(xc) XCENC = 1.90099128PAW double counting = 0.00000000 0.00000000entropy T*S EENTRO = -0.02820948eigenvalues EBANDS = -6.31447362atomic energy EATOM = 12.04670449---------------------------------------------------free energy TOTEN = -0.03055478 eVenergy without entropy = -0.00234530 energy(sigma->0) = -0.01645004我们可以看到也不等于。
第一原理电子结构计算程序VASP实用教程
第一原理电子结构计算程序VASP实用教程VASP（Vienna Ab Initio Simulation Package）是一种基于密度泛函理论（DFT）的第一原理电子结构计算程序，广泛用于材料科学和固体物理学领域。
本文将介绍VASP的原理、计算流程和应用。
1.原理VASP使用密度泛函理论计算材料的电子结构和相关物性。
它基于Kohn-Sham方程，通过自洽迭代求解电子密度和势能，得到材料的基态能量、晶体结构和能带结构等信息。
VASP采用平面波基组、赝势和超胞方法，能够模拟各种材料的基态和激发态性质。
2.计算流程VASP的计算流程可以简要概括为以下几个步骤：（1）几何优化：首先，需要确定材料的原子结构。
可以从实验数据或其他理论计算得到初始结构，然后使用VASP优化几何构型，使得系统的总能量达到最低。
（2）能带结构计算：在结构优化后，可以计算材料的能带结构，以分析电子在不同能级上的分布情况。
这对于描述导电性和光学性质等具有重要意义。
（3）态密度计算：能带结构可以用来计算材料的电子态密度，即每个能级上的电子数目。
态密度对于理解材料的物性非常重要，如导电性、热导性等。
（4）光学性质计算：VASP还可以计算材料的光学性质，如吸收系数、折射率等。
这对于设计光电子器件和材料有重要意义。
（5）磁性计算：VASP可以计算磁性材料的磁矩、磁性相互作用等性质。
这对于研究磁性材料和磁性器件具有重要意义。
3.应用VASP在材料科学和固体物理学领域有着广泛的应用。
以下是一些典型的应用领域：（1）材料发现和设计：VASP可以预测不同材料的力学、电子和光学性质，帮助科学家寻找新的功能材料，并指导材料的设计和合成。
（2）催化剂设计：VASP可以模拟催化反应的活化能和反应机理，为催化剂的设计提供理论依据，并加速催化剂的开发和优化。
（3）气体吸附和分离：VASP可以计算材料对气体的吸附能力和分离性能，用于设计高效的气体吸附剂和分离器材料。
材料模拟计算软件VASP
使用ＶＡＳＰ进行计算，用户需要准备输入文件才 可以进行计算。
４．１ 建立输入文件 ＶＡＳＰ的输入文件主要有四个，分别为ＫＰＯＩＮＴＳ、
ＰＯＳＣＡＲ、ＰＯＴＣＡＲ和ＩＮＣＡＲ。还有一个控制在程序 运行过程中是否停止的输入文件ＳＴＯＰＣＡＲ，这个文 件不是必要的。
ａ． ＩＮＣＡＲ ＶＡＳＰ的主要输入文件，用于告诉 ＶＡＳＰ做什么和怎么做。ＩＮＣＡＲ里命令的输入没有 先后顺序，包含了大量参数，当然很多参数有默认 值，有些关键字之间是相关的，如ＰＲＥＣ和ＥＮＣＵＴ、 ＥＮＭＩＮ等，设置不小心的话关键字的数值之间可能 产生冲突，运行的时候会产生一些很奇怪的报错信 息。此外，如果在ｗｉｎ下写文件，然后导入 ｌｉｎｕｘ下有 时也会产生一些奇怪的错误。所以建议大家尽量在 ｌｉｎｕｘ下书写输入文件。
４．２ 建立作业提交脚本
科学计算应用软件系列介绍
上海超级计算中心的曙光４０００Ａ使用的是 ＰＬＡＴＦＯＲＭ公司的ＬＳＦ作业调度系统，因此需要建立 一个ＬＳＦ脚本文件来递交作业。递交的作业脚本例如 下：
ＡＰＰ＿ＮＡＭＥ＝”ｄｅｂｕｇ” ＮＰ＝４ ＮＰ＿ＰＥＲ＿ＮＯＤＥ＝４ ＲＵＮ＝”．／ｖａｓｐ” 输出文件主要在ＯＵＴＣＡＲ中。假定此脚本文件名 为ｖａｓｐ．ｌｓｆ， 用户可以自行取名。 第一行表示要运行的作业的队列为ｄｅｂｕｇ队列； 第二行表示需要的ＣＰＵ数目；第三行表示每个节点运 行４个ＣＰＵ；第四行是ＶＡＳＰ的可执行程序运行命令。 建立好作业提交脚本后（此处为ｖａｓｐ．ｌｓｆ），使用 ｂｓｕｂ ｖａｓｐ．ｌｓｆ命令进行提交．
３．３ 软件的安装编译 ３．３．１ 拷 贝 ｖ ａ ｓ ｐ ． ｚ ｉ ｐ 到 自 己 的 安 装 目 录 ， 解 压 文
件： ｕｎｚｉｐ ｖａｓｐ．ｚｉｐ ３．３．２ 进入源文件目录： ｃｄ ｖａｓｐ／ｖａｓｐ４６／ｓｏｕｒｃｅ ３．３．３ 选择相应的Ｍａｋｅｆｉｌｅ，因为我们用的是ＰＧＩ
VASP中电子态密度计算的流程
VASP中电子态密度计算的流程主要分成三步：一、结构优化；二、静态自洽计算；三、非自洽计算以Al－FCC为例子第一步结构优化输入文件（INCAR, POTCAR, POSCAR, KPOINT）INCAR文件System=AlISTART=0ISMEAR=1SIGMA=0.2ISPIN=2GGA=91; VOSKOWN=1; EDIFF=0.1E-05; EDIFFG=-0.01 IBRION=2NSW=50ISIF=2 (OR 3)NPAR=10POTCAR 文件直接在势库中拷贝POSCAR文件Al4.051.0 0.0 0.00.0 1.0 0.00.0 0.0 1.04Direct0.0 0.0 0.00.5 0.5 0.00.5 0.0 0.50.0 0.5 0.5KPOINT 文件Automatic generationMohkorst Pack15 15 150.0 0.0 0.0第二步静态自洽计算INCAR：PREC = Medium，ISTART = 0，ICHARG = 2，ISMEAR = -5输入文件（INCAR, POTCAR, POSCAR, KPOINT）INCAR文件System=AlISTART=0ISMEAR=1SIGMA=0.2ISPIN=2GGA=91; VOSKOWN=1; EDIFF=0.1E-05; EDIFFG=-0.01 #IBRION=2#NSW=50#ISIF=2 (OR 3)NPAR=10POTCAR 文件直接在势库中拷贝POSCAR文件Al4.051.0 0.0 0.00.0 1.0 0.00.0 0.0 1.04Selective DynamicDirect0.0 0.0 0.0 T T T0.5 0.5 0.0 T T T0.5 0.0 0.5 T T T0.0 0.5 0.5 T T TKPOINT 文件Automatic generationMohkorst Pack15 15 150.0 0.0 0.0第二步计算是在结构优化的结果上进行的，所以开始第二步的时候，将第一步中的输入文件INCAR, POTCAR, POSCAR, KPOINT 以及C* 文件放入静态自洽计算中去，并且将CONTCAR 拷贝到POSCAR中，然后运行VASP。
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用VASP计算Ｈ原子的能量氢原子的能量为。
在这一节中，我们用VASP计算H原子的能量。
对于原子计算，我们可以采用如下的INCAR文件PREC=ACCURATE:NELMDL = 5 make five delays catill charge mixingISMEAR = 0; SIGMA=0.05 use smearing method采用如下的KPOINTS文件。
由于增加K点的数目只能改进描述原子间的相互作用，而在单原子计算中并不需要。
所以我们只需要一个K点。
Monkhorst Pack 0 Monkhorst Pack1 1 10 0 0采用如下的POSCAR文件atom 115.00000 .00000 .00000.00000 15.00000 .00000.00000 .00000 15.000001cart0 0 0采用标准的H的POTCAR得到结果如下：k-point 1 : 0.0000 0.0000 0.0000band No. band energies occupation1 -6.3145 1.000002 -0.0527 0.000003 0.4829 0.000004 0.4829 0.00000我们可以看到，电子的能级不为。
Free energy of the ion-electron system (eV)---------------------------------------------------alpha Z PSCENC = 0.00060791Ewald energy TEWEN = -1.36188267-1/2 Hartree DENC = -6.27429270-V(xc)+E(xc) XCENC = 1.90099128PAW double counting = 0.00000000 0.00000000entropy T*S EENTRO = -0.02820948eigenvalues EBANDS = -6.31447362atomic energy EATOM = 12.04670449---------------------------------------------------free energy TOTEN = -0.03055478 eVenergy without entropy = -0.00234530 energy(sigma->0) = -0.01645004我们可以看到也不等于。
在上面的计算中有个问题，就是H原子有spin,而在上面的计算中我们并没有考虑到spin。
所以如果我们改用LSDA近似，在INCAR中用ISPIN=2的tag，则得到如下结果：k-point 1 : 0.0000 0.0000 0.0000band No. band energies occupation1 -7.2736 1.000002 -0.1229 0.000003 0.4562 0.000004 0.4562 0.000005 0.4562 0.00000spin component 2k-point 1 : 0.0000 0.0000 0.0000band No. band energies occupation1 -2.4140 0.000002 -0.0701 0.000003 0.5179 0.000004 0.5179 0.000005 0.5179 0.00000Free energy of the ion-electron system (eV)---------------------------------------------------alpha Z PSCENC = 0.00060791Ewald energy TEWEN = -1.36188267-1/2 Hartree DENC = -6.68322940-V(xc)+E(xc) XCENC = 2.38615430PAW double counting = 0.00000000 0.00000000entropy T*S EENTRO = 0.00000000eigenvalues EBANDS = -7.27361676atomic energy EATOM = 12.04670449---------------------------------------------------free energy TOTEN = -0.88526212 eVenergy without entropy = -0.88526212 energy(sigma->0) = -0.88526212氢原子的能量约等于。
可以看到在LDA中如果限制自旋，使能级大概提高了。
但是如何理解所得到的能级，由于用到了赝势，本人并不很清楚如何解释能级意义。
用VASP计算Pd金属的晶格常数Pd金属的实验上的晶格常数为。
在这里，我们用VASP计算它的晶格常数。
首先将Pd所对应的POTCAR文件拷贝到目录下。
然后准备好INCAR和KPOINTS文件。
POSCAR文件我们将通过一个tcsh的script来产生。
KPOINTS文件可以如下：Monkhorst Pack 0 Monkhorst Pack11 11 110 0 0INCAR文件可以如下：SYSTEM = Pd bulk calculationStartparameter for this run:PREC = AccurateISTART = 0 job : 0-new 1-cont 2-samecutICHARG = 2 charge: 1-file 2-atom 10-constISPIN = 1 spin polarized calculation?Electronic Relaxation 1EDIFF = 0.1E-03 stopping-criterion for ELMLREAL = .FALSE. real-space projectionIonic relaxationEDIFFG = 0.1E-02 stopping-criterion for IOMNSW = 0 number of steps for IOMIBRION = 2 ionic relax: 0-MD 1-quasi-New 2-CGISIF = 2 stress and relaxationPOTIM = 0.10 time-step for ionic-motioTeL:TEIN = 0.0 initial temperatureTEBEG = 0.0; TEEND = 0.0 temperature during runDOS related values:ISMEAR = 0 ; SIGMA = 0.05 gaussian smearElectronic relaxation 2 (details)Write flagsLWAVE = F write WAVECARLCHARG = F write CHGCAR产生POSCAR和计算晶格常数的工作可以用以下的PBS script来完成。
#!/bin/tcsh #PBS -S /bin/sh #PBS -l nodes=4:athlon:ppn=2 #PBS -lcput=384:00:00 #PBS -m ae #PBS -o output #PBS -e error.log# set parameter set EXEC = 'vasp' set SRC = '/usr/common/executable' # change working directory cd $PBS_O_WORKDIR# copy fresh executable from depository cp -f $SRC/$EXEC .# execute mpi program foreach a (3.3 3.4 3.5 3.6 3.7) echo "a= $a"cat >POSCAR <<! cubic diamond$a0.5 0.5 0.00.0 0.5 0.50.5 0.0 0.52direct0.0 0.0 0.00.25 0.25 0.25!mpiexec -nostdin ./$EXECcavicarset E=`tail -2 OSZICAR` echo $a $E >>SUMMARYend # remove executable rm -f $EXEC如果不用不需要用PBS script，则更加简单，如下即可。
将其命名为lattice。
#!/bin/tcsh foreach a (3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 4.0 4.1 4.2) echo "a= $a"cat >POSCAR <<! fcc lattice$a0.5 0.5 0.00.0 0.5 0.50.5 0.0 0.51cartesian0.0 0.0 0.0!./vaspset E=`tail -1 OSZICAR` echo $a $E >>SUMMARYend用chmod +x lattice，将其改为可执行文件。
然后在命令行里键入./lattice 即可。
以下是用USPP-LDA运行完后的SUMMARY文件。
每个计算用时13秒。
（在USPP 中Pd的截断能量是198.955）3.5 1 F= -.52384500E+01 E0= -.52371846E+01 d E =-.253072E-02 3.6 1F= -.58695670E+01 E0= -.58683951E+01 d E =-.234381E-02 3.7 1 F=-.62322232E+01 E0= -.62311104E+01 d E =-.222547E-02 3.8 1 F=-.63932936E+01 E0= -.63921078E+01 d E =-.237151E-02 3.9 1 F=-.64072233E+01 E0= -.64058584E+01 d E =-.272979E-02 4.0 1 F=-.63162916E+01 E0= -.63147061E+01 d E =-.317085E-02 4.1 1 F=-.61523489E+01 E0= -.61504748E+01 d E =-.374817E-02 4.2 1 F=-.59418370E+01 E0= -.59396594E+01 d E =-.435530E-02用抛物线拟和得到的晶格常数为 ,固体中每个原子的能量是。