VASP参数设置详解

VASP参数设置详解

计算材料2010-11-30 20:11:32 阅读197 评论0 字号：大中小订阅

转自小木虫，略有增减

软件主要功能：

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

l 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

l 计算材料的状态方程和力学性质（体弹性模量和弹性常数）

l 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）

l 计算材料的光学性质

l 计算材料的磁学性质

l 计算材料的晶格动力学性质（声子谱等）

l 表面体系的模拟（重构、表面态和STM模拟）

l 从头分子动力学模拟

l 计算材料的激发态（GW准粒子修正）

计算主要的四个参数文件：INCAR ,POSCAR,POTCAR ,KPOINTS,下面简要介绍，详细权威的请参照手册

INCAR文件：

该文件控制VASP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，INIWA 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。

主要参数说明如下：

✍SYSTEM：该输入文件所要执行的任务的名字。取值：字符串，缺省值：SYSTEM

✍NWRITE：输出内容详细程度。取值：0~4，缺省值：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)，短时运算用2，选3则会在出错的时候给出说明信息。

✍ISTART：决定是否读取WA VECAR文件。取值：0~2，缺省0/1 for无/有前次计算的WA VECAR（波函数）

0：begin 'from scratch'，根据INIWA V初始化波函数

1：restart with constant energy cut-off，从WA VECAR读取波函数（重定义平面波集）2：restart with constant basis set，从WA VECAR读取波函数（平面波集不变）

✍ICHARG：决定如何建立初始电荷密度。取值：0~2，缺省值: if ISTART=0 2 else 0 0：由初始波函数计算电荷密度

1：从CHGCAR文件读取电荷密度

2：使用原子电荷密度的叠加

+10非自洽计算

✍ISPIN：是否进行spin polarized calculation。取值：1，2（1-no，2-yes），缺省值：2

✍MAGMOM：在ICHARG=2或在CHGCAR中未包含磁化密度（ICHARG=1）时，指定每个原子的初始磁化时刻。取值：实数数组，缺省值:对ISPIN=2 NIONS*1.0，对非共线型磁化体系3*NIONS*1.0

✍INIWA V如何设置初始波函数，只在ISTART=0时使用。取值：0，1（0-最低动能的平面波，1-随机数），缺省值：1。

✍IDIPOL控制计算单极、偶极和四极修正。取值：1~4。

1~3只计算第一/二/三晶矢方向，适于厚板（slab）的计算

4所有方向都计算，适于计算孤立分子

✍PREC进动（precession）。取值：low/medium/high/normal/ accurate/single)，缺省值: Normal（VASP.4.X）；Medium（VASP.5.X）

V ASP4.5+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，适于作为日常计算选项。

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有同样效果。具体影响效果见p53~54。

✍ENCUT平面波基组的截断能量（eV）。取值：实数，缺省值：受PREC设置影响，从POTCAR文件中找出相应的ENMAX/ENMIN值来设置。

PREC = Low Medium Accurate Normal

ENCUT = ENMIN ENMAX ENMAX ENMAX

Single High

ENMAX ENMAX*1.3

对于多个元素不同的ENMAX/ENMIN，都取最大值。

该参数非常重要，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