用VASP4计算Si能带
能带计算
四个输入文件
INCAR,KPOINT,POSCAR相似 注意：POTCAR
运行软件，得到优化的晶格常数：
自洽的电荷密度： 修改INCAR文件， 修改INCAR文件， 运行软件， 得到ＣＨＧ, 得到ＣＨＧ,ＣＨＧ ＣＡＲ文件
做非自洽计算：
• 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
首先我们要会想一下Si 首先我们要会想一下Si的 Si的 结构
பைடு நூலகம்
生成4个输入文件
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
晶格常数 基矢a1 基矢a2 基矢a3 原胞中的原子个数 坐标系选为基矢构成的坐标系 基矢坐标系下原子的位置
第一原理电子结构计算程序：VASP
主要输入文件： 1、INCAR 2、POTCAR 3、POSCAR 4、KPOINTS
一、Si能带图 Si能带图 的计算
(1). 生成4个输入文件: POSCAR POTCAR INCAR KPOINTS (2). 优化晶格参数,求出能量最低所对应的晶格参数 (3). 固定晶格参数, 求出能态密度(DOSCAR), 确定费米能量 (4). 修改KPOINTS和INCAR输入文件,固定电荷密度,做非自洽 计算,得到输出文件EIGENVAL (5). 提取数据,画图
INCAR:此文件控制vasp进行何种性质的计算，以及 INCAR: 设置了计算方法中一些重要的参数。 POTCAR:赝势文件，可直接从赝势库中导出，有很多 POTCAR: 的种类，现在主要用paw势，即投影缀加波德赝势。 POSCAR:描述所计算体系的晶胞参数，原子个数及晶 POSCAR: 胞中原子的位置，以及分子动力学计算时原子的初 速度。 KPOINTS:设置布里渊区k点网格取样大小或能带结构 KPOINTS: 计算时沿高对称方向的k点
处理VASP计算得到的本征值文件
处理VASP计算得到的本征值文件处理VASP计算得到的本征值文件学习资料 2008-06-16 10:42 阅读53 评论0字号：大中小在VASP计算能带结构时，输出的本征值文件为EIGENVAL，它的格式如下：例子2 2 1 10.3484800E+03 0.1200000E-08 0.1200000E-08 0.4840000E-09 0.5000000E-151.00000000000000D-004CARAl6 26 150.0000000E+00 0.0000000E+00 0.0000000E+00 0.3846154E-011 -10.19162 -5.06833 -4.21714 -4.21715 -3.13426 -0.47307 0.40068 0.62719 1.030710 1.030711 1.163512 1.367213 1.367214 2.088515 2.1586。
第一行，前三个整数无意义，第四个整数，如果是2, 表示是自旋极化的计算，如果是1, 表示非自旋极化的计算。
第2至5行的数据含义不大明确，可以不管它。
第6行的数据表示：第一个数表示体系总的价电子数目，第二个数表示的计算能带时总的k点数目，第三个数表示的是计算能带时计算了多少条能带。
第8行的前三个数是k点的坐标，第四个数是相应k点的权重。
第9行给出的是该k点对应的本征值的序号(即第几条能带)，及相应的本征值。
下面是根据pwscf提供的band_plot.f90文件略改写后针对VASP的EIGENVAL文件，把它转换为origin或xmgrace软件能直接画图的数据。
下面是band_plotvasp.f90源代码：! for VASP!program progreal, allocatable :: e(:,:),eup(:,:),edn(:,:)real, allocatable :: k(:,:)real, dimension(3) ::k0,areal, dimension(6) ::xxxxcharacter(len=32):: xx, yywrite(6,*) 'fermi level (eV)'read(5,*) efopen(10,file='EIGENVAL', status='old') open(11,file='bnd.dat')read(10,*) iii, iii, iii, ispinread(10,*) (xxxx(i),i=1,5)read(10,*) xxxx(6)read(10,*) xxread(10,*) yyread(10,*) nn,nk,nbandsallocate(e(nk,nbands))allocate(k(nk,3))if(ispin.eq.2) thendo i=1,nkread(10,*)read(10,*) (k(i,j),j=1,3),wtkdo j=1,nbandsread(10,*) jj,eup(i,j),edn(i,j)enddowrite(13,9030) (eup(i,j),j=1,nbands) write(14,9030) (edn(i,j),j=1,nbands) enddowrite(6,*)(k(i,j),j=1,3)read(10,*) (e(i,n),n=1,nbands) write(13,9030) (e(i,n),n=1,nbands) elsedo i=1,nkread(10,*)read(10,*) (k(i,j),j=1,3),wtkdo j=1,nbandsread(10,*) jj,e(i,j)enddowrite(13,9030) (e(i,j),j=1,nbands) enddoendif9030 format (8f9.5)do j=1,nbandsdk=0do i=1,nkif (i.eq.1) thenk0=k(i,:)endifa=k(i,:)-k0dk=dk+sqrt(dot_product(a,a))if(ispin.eq.2) thenwrite(11,*)dk,eup(i,j)-ef, edn(i,j)-efelsewrite(11,*)dk,e(i,j)-efendifk0=k(i,:)enddowrite(11,*)enddostopend program prog采用pgf90或ifc编译后( pgf90 band_plotvasp.f90或ifc band_plotvasp.f90)，得到a.out，然后运行a.out，按提示输入体系的费米能级(注意：对半导体材料，以它的价带顶作为体系的费米能级).得到输出文件bnd.dat，该文件的第一列数据是k点距离的绝对值，第二列数据是以Ferim level为参考的本征值。
vasp计算参数设置
vasp计算参数设置软件主要功能：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：l 对所计算的体系进行注释：SYSTEMl 定义如何输入或构造初始的电荷密度和波函数：ISTART，ICHARG，INIWA Vl 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，EDIFFl 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：EDIFFGl 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，LORBITl 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。
vasp在计算磁性的实例
兄弟，问3个问题1，vasp在计算磁性的时候，oszicar中得到的磁矩和outcar中得到各原子磁矩之和不一致，在投稿的是否曾碰到有审稿人质疑，对于这个不一致你们一般是怎么解释的了？2，另外，磁性计算应该比较负责。
你应该还使用别的程序计算过磁性，与vasp结果比较是否一致，对磁性计算采用的程序有什么推荐。
ps：由于曾使用vasp和dmol算过非周期体系磁性，结构对磁性影响非常大，因此使用这两个程序计算的磁性要一致很麻烦。
还不敢确定到底是哪个程序可能不可靠。
3，如果采用vasp计算磁性，对采用的方法和设置有什么推荐。
1，OSZICAR中得到的磁矩是OUTCAR中最后一步得到的总磁矩是相等的。
总磁矩和各原子的磁矩(RMT球内的磁矩)之和之差就是间隙区的磁矩。
因为有间隙区存在,不一致是正常的。
2，如果算磁性，全电子的结果更精确，我的一些计算结果显示磁性原子对在最近邻的位置时，PAW与FPLAW给出的能量差不一致，在长程时符合的很好。
虽然并没有改变定性结论。
感觉PAW似乎不能很好地描述较强耦合。
我试图在找出原因，主要使用exciting和vasp做比较。
计算磁性推荐使用FP-LAPW, FP-LMTO, FPLO很吸引人(不过是商业的)，后者是O(N)算法。
3，使用vasp计算磁性，注意不同的初始磁矩是否收敛为同一个磁矩。
倒没有特别要注意的地方，个人认为。
归根结底，需要一个优秀的交换关联形式出现VASP计算是否也是像计算DOS和能带一样要进行三步（结构优化，静态自洽计算，非自洽计算），然后看最后一步的出的磁矩呢？一直想计算固体中某个原子的磁矩，根据OUTCAR的结果似乎不能分析，因为它里面总磁矩跟OSZICAR的值有一定的差别，据说是OUTCAR中只考虑WS半径内磁矩造成的。
最近看到一个帖子说是可以用bader电荷分析方法分析原子磁矩。
如法炮制之后发现给出的总磁矩与OSZICAR的结果符合的甚好，可是觉得没有根据，有谁知道这样做的依据吗，欢迎讨论！设置ISPIN=2计算得到的态密度成为自旋态密度。
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。
VASP计算实例
VASP计算实例目录一、氢气分子H2键长的计算 31. 基本文件 32. 赝势类型的选择 33. 截断能ENCUT参数的选择 44. KPOINTS参数选择 55. 对晶格常数进行优化 6二、 Si晶体晶格常数计算 81. 赝势类型选择 82. 截断能（ENCUT）参数的选定 93. KPOINTS参数的选定 114. SIGMA参数的选定 125. 晶格常数计算结果 13三、 Si元素单原子能量计算 141. 由内聚能倒推单原子能量 142. 基本文件 153. 单原子能量计算 15四、 Si的VASP力学常数计算 161. 计算所需文件 162. 计算与数据处理 173. 计算所用到的公式： 18五、 SI晶体的电子结构 191. 采用VASP计算能带的步骤 192. 电荷分布计算结果 20能带计算和结果 213. 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 221. 计算步骤 222. 用到的文件 233. 计算结果 26七、 VASP的声子谱计算 291. 计算步骤 292. 基本文件 303. 声子谱、声子态密度计算和结果 334. 热学性质计算和结果 34八、化合物键长计算 351. 计算步骤 352. 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 = 5 ISMEAR = 0SIGMA = 0.1PREC = Accurate KPOINTS：Automatic meshM1 1 10 0 0 POSCAR：O115.0 0.00 0.00 0.00 14.0 0.00 0.00 0.00 13.0 1D0.00 0.00 0.00分别选用五个贋势文件进行计算。
VASP画轨道分辨能带图
VASP能带计算用VASP计算能带和用p4vasp画能带图：在静态自洽计算的基础上再进行非自洽能带计算。
1、准备文件：INCAR、KPOINTS、POSCAR、POTCAR、CHG、CHGCAR、运行脚本（1）INCAR文件:设置参数，在静态计算的基础上，增加NBANDS（默认值为NELECT/2+NIONS/2，NELECT和NIONS分别为电子数和离子数，可以上一步静态自洽计算产生的OUTCAR文件中找到这两个参数，如grep ‘NIONS’ OUTCAR，和 grep "NELECT" OUTCAR。
)注意：非自洽计算能带时ICHARG= 11，金属用ISMEAR=1；半导体或绝缘体，用ISMEAR=0。
而计算态密度时：ICHARG = 11，ISMEAR=-5。
（2）KPOINTS文件：使用Line-mode，给出高对称性k点之间的分割点数。
（分割越密，则路径积分越准确，计算量也越大）k-points along high symmetry lines !注释行，无特别的意义25 ! intersections，沿G-X特殊点之间产生25个k点Line-mode ! 程序自动产生特殊k点间的k点rec ! 各k点相对于倒格子基失来写的0.0 0.0 0.0 ! Gamma0.5 0.5 0.0 ! M0.5 0.5 0.0 ! M0.0 0.5 0.0 ! X0.0 0.5 0.0 ! X0.0 0.0 0.0 ! Gama其中，设置高对称点的方法为：在MS中打开搭建的结构，点击菜单栏中Tools —>Brillouin Zone Path,点击create，如下图所示，红色实线就代表布里渊区积分路径，相应的高对称点坐标就为选项框中产生的点。
说明：通过指定Line-mode，VASP会自动在起点和终点之间插入指定的K点数，比如上面的文件就是指定VASP计算沿着Gamma点到M点，再到X点,最后再回到Gamma点，每个方向上各取25个K点。
用VASP计算硅的能带 (改进稿)
输入文件EIGENVAL和syml到程序pbnf.x，可得到输出文件bnd.dat和highk。将bnd.dat和highk中的数据导入到Origin，即可画出如图2所示的硅的电子能带结构图。
-0.02022028
0.8
-0.05656195
作出EENTRO和SIGMA的关系图，如图8所示。由图可见，在SIGMA=0.2时，EENTRO就已经非常接近于0了，故SIGMA的值可优化为0.2。
图8：EENTRO和SIGMA的关系图
POTIM = 0.25
NSW = 100
EDIFFG = -1E-2
ISMEAR = 0
SIGMA = 0.1
PREC = Accurate
ISIF = 2
Si-fcc
5.1
0.0 0.50.5
0.5 0.0 0.5
0.50.50.0
2
Direct
0.00.00.0
0.250.250.25
#采用PAW_PBE赝势
（一）优化晶格常数
只需要优化一个晶格常数a。
首先准备四个文件：INCAR,POSCAR,POTCAR,KPOINTS，内容分别如下
INCAR
POSCAR
POTCAR
KPOINTS
system = Si-fcc
ISTART = 0
ICHARGE = 2
ENCUT = 300
EDIFF = 1E-5
IBRION = 2
用VASP计算晶体硅的电子能带结构
用VASP计算硅的能带
用VASP计算晶体硅的电子能带结构本文主要是用VASP进行了晶体硅的电子能带结构的计算。
硅的晶体结构如图1所示，它是两个嵌套在一起的FCC布拉菲晶格，相对位置为。
在计算中，采用了FCC的原胞，每个原胞里面有两个硅原子。
图1：硅的晶体结构首先优化了晶格参数，求出了能量最低所对应的晶格常数a。
然后进行静态计算，得到了自洽的电荷密度。
再由静态计算得到的自洽的电荷密度计算了硅的能带结构和电子态密度。
（一）优化晶格常数只需要优化一个晶格常数a。
首先准备四个文件：INCAR,POSCAR,POTCAR,KPOINTS，内容分别如下运行VASP，读取OUTCAR文件，可以得到a=5.1的情况下对应的能量。
然后改变a的值，再运行VASP，得到相应晶格常数对应的能量。
a的取值范围为5.1到5.8，每隔0.1取一个点。
最终得到晶格常数与能量的对应值如下表所示能量最小值为-10.83910312，对应的晶格常数为5.5，即为优化的晶格常数，后面的计算均基于此优化的晶格常数。
（二）静态计算自洽的电荷密度修改输入文件，在INCAR中定义NSW=0、LCHARG=T，POSCAR中的晶格常数定义为优化的晶格常数5.5，其它参数不变。
运行VASP，即得到了自洽的面电荷密度，将其保存下来，以便后面计算能带结构和电子态密度之用。
（三）计算能带结构选取6个特殊K点，特殊K点间的分割点数分别为20、20、20、10、20。
从自洽的电荷密度计算得到的OUTCAR文件中可以找到倒格子基矢和费米能级。
将以上信息写入syml文件，然后将syml文件输入到程序gk.x，产生K点，得到KPOINTS文件。
另外设置INCAR中的ISTART=1，ICHAGE=11，NSW=0。
POSCAR中的晶格常数定义为优化的晶格常数5.5。
其他参数不变。
运行VASP，计算完后得到本征值文件EIGENVAL。
输入文件EIGENVAL和syml到程序pbnf.x，可得到输出文件bnd.dat和highk。
VASP 用VASP4.6计算晶体硅能带实例 用第一原理计算和其它方法研究纳米体系(碳纳米管等)的电子和自旋结构
P. 5
第一行就是K点的倒空间的坐标，接下来的8行告诉我们 在那个K点上的8个能级。你可以通过EXCEL或者ORIGIN 之类的画图软件可视化结果。由于现在手头上已经有了 每个K点的能级信息，则将这些K点的能级连接起来就是 所需要的能带图了。下图是用以上步骤算得的硅的能带 图。我们可以看到硅并非是直接能隙的材料。同时，由 于我们用了LDA，所以硅的能隙和实验相比大大被低估 了（实验为1.12eV，计算值~0.6eV）。
P. 2
VASP
INPUT FILES OUTPUT FILES
P. 3
POSCAR POTCAR KPOINTS INCAR
Stop VASP during the program execution STOPCAR LSTOP = .TRUE. (Ionic step) LABORT = .TRUE. (Electronic step)
0.25000000000
0.0
0.2
P. 12
POTCAR 文件：
不需要进行任何改动，只需将POTCAR文件从正确的赝势库里拷贝过来就 行了。 运行VASP进行完这一步的计算后，得到了自洽的电荷分布-CHGCAR文件。 为了得到能带结构，需要对指定的K点进行非自洽的计算，然后将信息汇 总，得到E-K的能带关系。 步骤二.—在固定电子密度的情况下，得到选取K点的能量本征值。 需要修改一下INCAR文件中的部分参数 ICHARG = 11 charge: 1-file 2-atom 10-const ICHARG=11 表示从CHGCAR中读入电荷分布，并且在计算中保持不变。
8、《Notes on the Density Matrix Theory》
论坛：
vasp学习
vasp学习vasp学习（内部资料）§1, Si 的优化和能带结构、态密度计算练习。
一, 基本流程。
1，建立一个Si的目录。
mkdir Si2, 准备四个输入文件：INCAR、POSCAR、KPOINTS、POTCAR。
INCAR: vasp输入控制文件。
POSCAR: 坐标文件。
包括原胞的基矢。
KPOINTS：k点选取。
POTCAR：原子的赝势。
1）INCAR文件的准备INCAR 输入文件：ISTART = 0ENCUT=400 ！该参数需要测试ICHARG = 2ISMEAR = -5EDIFF = 1.0E-06#EDIFFG = -0.001NSW = 0IBRION = -1ISIF = 22）, POSCAR 文件的准备。
这个可以从Material Stutio 建模得到。
点击File, 选择import Document, 在structure里找到Semiconductor,选择Si.msi。
即找到Si的结构。
输出原子坐标，在MS中点击Build-->symmetry-->primitive cell （对于已经是原胞的情况，这一步省略）在点击Build-->symmety->make P1.再点击file-->export,选择输出文件为Si.cif。
（必须选择cif格式）输出以后，用文本文档的方式打开Si.cif。
在Si.cif中看到这样几行，Si1 Si 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 Uiso 1.00Si2 Si 0.25000 0.25000 0.25000 0.00000 Uiso 1.00这就是Si的原胞中原子的坐标。
根据POSCAR需要进行编辑。
(在vi中可以用列模式进行编辑。
“Ctr+v”进入列模式，键盘上下左右箭头进行区域选择，“ctr+p”粘贴选中的内容，“d”删除选中的内容。
）原胞的基矢可以通过在MS中点击原胞的白色边框，在MS 的左侧的Properties 一栏中，将出现原胞的详细信息。
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。
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。
基于VASP的半导体金属氧化物的电子结构计算研究
基于VASP的半导体金属氧化物的电子结构计算研究随着科技的不断发展，人类对于原子与分子的电子结构的研究逐渐深入。
半导体金属氧化物作为热电材料、光电材料等重要用途，其电子结构的计算研究也越来越受到关注。
本文将着重介绍基于VASP的半导体金属氧化物的电子结构计算研究。
一、VASP简介VASP是维也纳大学实验室开发的一款用于计算物质的电子结构和热力学性质的软件。
它基于密度泛函理论和平面波基组，可以计算晶体中多种类型单原子、原子簇、表面和分子的电子结构和自由能。
很多研究使用VASP计算半导体金属氧化物（例如ZnO、Al2O3、TiO2）的电子结构，以及材料性质如韧度、热稳定性等。
二、半导体金属氧化物的电子结构半导体金属氧化物的电子结构与普通金属和绝缘体有很大不同。
它的导电性和光学性质取决于其价带和导带之间的带隙，这也是其应用于半导体器件的原因。
基于VASP的半导体金属氧化物的电子结构计算主要分为以下几个步骤：1.晶体结构优化晶体结构优化涉及到晶体的几何和能量优化。
通过改变晶体结构并计算其总能量，VASP会找到最稳定的晶体结构。
通过基于密度泛函理论的赝势方法，计算晶体的总能量、动态矩阵和力常数矩阵。
2.电子结构通过在几何优化的基础上计算电子结构，可以得出半导体金属氧化物的带隙大小、电子密度等相关信息。
3.光学性质半导体金属氧化物的光学性质也是其重要的特征之一。
可以根据电磁波吸收、反射和透射的属性来计算半导体金属氧化物的光学性质。
光学计算需要进行能带结构、频率、偏振等多个方面的开展研究。
三、应用基于VASP的计算方法可以很好地预测半导体金属氧化物的电子结构和性质，为制造新型半导体器件，热电材料等提供了理论依据。
例如，基于VASP模拟了以ZnO为主成分的复合材料的电子结构，通过X-ray衍射、红外光谱、热重分析来表征其晶体结构、功能和热稳定性。
实验结果表明，复合材料的合成温度和时间对其表面形貌、晶体结构和光学性质均有影响。
载流子迁移率计算方法(VASP,ORIGIN)
载流子迁移率计算方法(V A S P,O R I G I N)
-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
计算公式：
半导体物理书上也有载流子迁移率的公式，但是上面的是带有平均自由时间的公式，经过变换推倒，就成了上面的那个公式，因此要用vasp计算的参数有，S l,m e,m d,E l这四个参数，其他的都是常数，可以查询出来带入公式。
参数：S l
,就是需要我们先用vasp计算出声子谱，我们要对声子谱求导，取导带底处的值，对应的就是电子迁移率的S l 所以需要学会怎么使用phonopy
m e
:就是电子的有效质量，要用origin对能带图求二次导，取导带底对应的值。
m d:
mx就是布里渊区X方向的有效质量，my就是y方向的有效质量，先用笔算出G 到K,M向量，然后分别作这两个向量的垂直向量，在这两个向量方向上取20个权重为0的点，放到KPOINTS中，按照以前的方法，算出来的能带就是x方向上的和y方向上的，然后就可以算出x,y方向上的有效质量。
E l
:把公式变形一下，E l，放在一边，其他的放在另一边，δV就是原来晶胞的体积改变量，δE就是对应能量的该变量，V0就是晶胞原来的体积，也就是说，我要把原来的晶胞任意改变一下大小，算出导带底能量的变化量，进而就算出了E l这个量。
以上这四个量算出来之后，带入公式计算就可以得出电子的迁移率公式。
电子迁移率主要受到：声学支波散射，光学支波散射，电离杂质杂质散射的影响，因为后二者没有第一个影响大，所以我们计算的迁移率包含的就是在声学支波散射作用下的迁移率。
（半导体物理书上都很仔细的介绍。
）
2。
晶体Si能带的密度泛函及第一性原理计算
晶体Si能带的密度泛函及第一性原理计算郭连权;刘嘉慧;宋开颜;张金虎;马贺;武鹤楠;李大业【期刊名称】《沈阳工业大学学报》【年(卷),期】2009(031)003【摘要】针对晶体Si在二极管、三极管、晶闸管和各种集成电路中的应用与其能带结构密切相关的问题,采用密度泛函理论及第一性原理的赝势平面波方法,从理论上计算了晶体Si的电子能带.计算结果表明:Si的晶格常数为0.540 nm,与实验参考值相吻合;其价带宽度为11.80 eV,导带宽度为9.58 eV.该结果与其他学者用OPW 方法所计算的结果相符合;价带与导带之间的禁带宽度为0.80 eV,进一步说明了Si 是良好的半导体材料.【总页数】4页(P296-298,305)【作者】郭连权;刘嘉慧;宋开颜;张金虎;马贺;武鹤楠;李大业【作者单位】沈阳工业大学理学院,沈阳,110178;沈阳工业大学基础教育学院,沈阳,110178;沈阳工业大学理学院,沈阳,110178;沈阳工业大学理学院,沈阳,110178;沈阳工业大学理学院,沈阳,110178;沈阳工业大学理学院,沈阳,110178;沈阳工业大学理学院,沈阳,110178【正文语种】中文【中图分类】O73;O799【相关文献】1.KSi能带结构及态密度的第一性原理研究 [J], 郝正同;杨子义2.苯妥英分子结构、NMR分析、IR光谱的密度泛函理论与第一性原理计算 [J], 尹更新;张瑞州;李小红3.KSi能带结构及态密度的第一性原理研究 [J], 郝正同;杨子义4.苯甲酸单晶的制备及晶体结构、能带结构和光学性质的第一性原理计算 [J], 李镇江;黄俊娥;孟阿兰5.新型二维SiSe的能带结构与塞贝克系数的第一性原理计算 [J], 杨萧玥因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
vasp在计算磁性的实例和讨论
兄弟，问3个问题1，vasp在计算磁性的时候，oszicar中得到的磁矩和outcar中得到各原子磁矩之和不一致，在投稿的是否曾碰到有审稿人质疑，对于这个不一致你们一般是怎么解释的了？2，另外，磁性计算应该比较负责。
你应该还使用别的程序计算过磁性，与vasp结果比较是否一致，对磁性计算采用的程序有什么推荐。
ps：由于曾使用vasp和dmol算过非周期体系磁性，结构对磁性影响非常大，因此使用这两个程序计算的磁性要一致很麻烦。
还不敢确定到底是哪个程序可能不可靠。
3，如果采用vasp计算磁性，对采用的方法和设置有什么推荐。
1，OSZICAR中得到的磁矩是OUTCAR中最后一步得到的总磁矩是相等的。
总磁矩和各原子的磁矩(RMT球内的磁矩)之和之差就是间隙区的磁矩。
因为有间隙区存在,不一致是正常的。
2，如果算磁性，全电子的结果更精确，我的一些计算结果显示磁性原子对在最近邻的位置时，PAW与FPLAW给出的能量差不一致，在长程时符合的很好。
虽然并没有改变定性结论。
感觉PAW似乎不能很好地描述较强耦合。
我试图在找出原因，主要使用exciting和vasp做比较。
计算磁性推荐使用FP-LAPW, FP-LMTO, FPLO很吸引人(不过是商业的)，后者是O(N)算法。
3，使用vasp计算磁性，注意不同的初始磁矩是否收敛为同一个磁矩。
倒没有特别要注意的地方，个人认为。
归根结底，需要一个优秀的交换关联形式出现VASP计算是否也是像计算DOS和能带一样要进行三步（结构优化，静态自洽计算，非自洽计算），然后看最后一步的出的磁矩呢？一直想计算固体中某个原子的磁矩，根据OUTCAR的结果似乎不能分析，因为它里面总磁矩跟OSZICAR的值有一定的差别，据说是OUTCAR中只考虑WS半径内磁矩造成的。
最近看到一个帖子说是可以用bader电荷分析方法分析原子磁矩。
如法炮制之后发现给出的总磁矩与OSZICAR的结果符合的甚好，可是觉得没有根据，有谁知道这样做的依据吗，欢迎讨论！设置ISPIN=2计算得到的态密度成为自旋态密度。
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V ASP Version : 4.6
在此文中，我将用硅晶体作为实例，来说明如何用V ASP4.6来计算固体的能带结构。
首先我们要了解晶体硅的结构，它是两个嵌套在一起的FCC布拉菲晶格，相对的位置为(a/4,a/4,a/4), 其中a=5.4A是大的正方晶格的晶格常数。
在计算中，我们采用FCC的原胞，每个原胞里有两个硅原子。
V ASP计算需要以下的四个文件：INCAR（控制参数）, KPOINTS（倒空间撒点）, POSCAR （原子坐标）, POTCAR（赝势文件）
为了计算能带结构，我们首先要进行一次自洽计算，得到体系正确的基态电子密度。
然后固定此电荷分布，对于选定的特殊的K点进一步进行非自洽的能带计算。
有了需要的K点的能量本征值，也就得到了我们所需要的能带。
步骤一.—自洽计算产生正确的基态电子密度：
以下是用到的各个文件样本:
INCAR 文件：
SYSTEM = Si
Startparameter for this run:
NWRITE = 2; LPETIM=F write-flag & timer
PREC = medium medium, high low
ISTART = 0 job : 0-new 1-cont 2-samecut
ICHARG = 2 charge: 1-file 2-atom 10-const
ISPIN = 1 spin polarized calculation?
Electronic Relaxation 1
NELM = 90; NELMIN= 8; NELMDL= 10 # of ELM steps
EDIFF = 0.1E-03 stopping-criterion for ELM
LREAL = .FALSE. real-space projection
Ionic relaxation
EDIFFG = 0.1E-02 stopping-criterion for IOM
NSW = 0 number of steps for IOM
IBRION = 2 ionic relax: 0-MD 1-quasi-New 2-CG
ISIF = 2 stress and relaxation
POTIM = 0.10 time-step for ionic-motion
TEIN = 0.0 initial temperature
TEBEG = 0.0; TEEND = 0.0 temperature during run
DOS related values:
ISMEAR = 0 ; SIGMA = 0.10 broadening in eV -4-tet -1-fermi 0-gaus
Electronic relaxation 2 (details)
Write flags
LWA VE = T write WA VECAR
LCHARG = T write CHGCAR
V ASP给INCAR文件中的很多参数都设置了默认值，所以如果你对参数不熟悉，可以直接用默认的参数值。
比如在这个例子中，下面的比较简单的INCAR 文件也可以完成任务: SYSTEM = Si
Startparameter for this run:
PREC = medium medium, high low
ISTART = 0 job : 0-new 1-cont 2-samecut
ICHARG = 2 charge: 1-file 2-atom 10-const
EDIFF = 0.1E-03 stopping-criterion for ELM
NSW = 0 number of steps for IOM
IBRION = 2 ionic relax: 0-MD 1-quasi-New 2-CG
ISIF = 2 stress and relaxation
KPOINT文件:
我们采用自动的Monkhorst-Pack K点撒取方式。
对于类似于硅晶体的半导体材料，通常4x4x4 的K点网格就够了。
Monkhorst Pack
Monkhorst Pack
4 4 4
0 0 0
POSCAR文件:
我们采用FCC原胞，所以每个原胞包含两个硅原子
Si
5.38936
0.5 0.5 0.0
0.0 0.5 0.5
0.5 0.0 0.5
2
Cartesian
0.0000000000000 0.00000000000 0.0000000000000
0.2500000000000 0.25000000000 0.2500000000000
POTCAR文件
不需要进行任何改动，只需将POTCAR文件从正确的赝势库里拷贝过来就行了。
运行V ASP进行完这一步的计算后，我们应该得到了自洽的电荷分布-CHGCAR文件。
为了得到能带结构，我们需要对指定的K点进行非自洽的计算，然后将信息汇总，得到E-K的能带关系。
步骤二.—在固定电子密度的情况下，得到选取K点的能量本征值。
我们需要修改一下INCAR文件中的部分参数
ICHARG = 11 charge: 1-file 2-atom 10-const
ICHARG=11 表示从CHGCAR中读入电荷分布，并且在计算中保持不变。
我们还需要更改KPOINT文件，来指定我们感兴趣的某些高对称性的K点。
在V ASP4.6中，这个可以通过Line mode来轻易实现.
k-points along high symmetry lines
10 ! 10 intersections
Line-mode
rec
0 0 0 ! gamma
0.5 0.5 0 ! X
0.0 0.0 0 ! gamma
0.5 0.5 0.5 ! L
通过指定Line-mode，V ASP会自动在起点和终点之间插入指定的K点数，比如上面的文件就是指定V ASP计算沿着Gamma点到X点，以及Gamma点到L点的K点，每个方向上各取10个K点。
下图是硅晶体的第一布里渊区，标出了一些高对称性点。
作如上修改后，我们再次运行V ASP，然后我们就可以从OUTCAR文件或者EIGENV AL文件里得到需要的每个K点的能级信息。
比如说EIGENV AL文件会有类似以下的输出
0.5555556E-01 0.5555556E-01 0.0000000E+00 0.5000000E-01
1 -6.8356
2 4.8911
3 5.0077
4 5.0079
5 7.6438
6 8.0693
7 8.0694
8 9.0057
第一行就是K点的倒空间的坐标，接下来的8行告诉我们在那个K点上的8个能级。
你可以通过EXCEL或者ORIGIN之类的画图软件可视化结果。
由于现在手头上已经有了每个K 点的能级信息，则将这些K点的能级连接起来就是你所需要的能带图了。
下图是用以上步骤算得的硅的能带图。
我们可以看到硅并非是直接能隙的材料。
同时，由于我们用了LDA，所以硅的能隙和实验相比大大被低估了（实验为1.12eV，计算值~0.6eV）。