H2的结合能计算

大约翻译如下:

在VASP中，所有的能量是相对于产生赝势的组态来说的，所以并不能将计算得到的能量当成真正的原子的基态能量。为了得到原子的基态能量，将原子放在一个非正方体的晶格内，比如说11Ax10Ax9A的晶格（这样做是为了消除简并）。

KPOINTS只用G撒点

大概的INCAR文件可以如下：

ISPIN = 2 ! spin polarized

ISMEAR = 0 ; SIGMA = 0.2 ! for small sigma conv. for TM is diff.

MAGMOM = 2 ! initial magnetic moment

计算结束后，应该用OUTCAR中不含entropy的那一项能量，因为它通常更快的收敛到sigma=0的正确值。最后计算结合能的公式应该为

Ecoh=E_total-n*Eatom

用VASP计算氢分子的

氢气分子的解离能，也就是结合能,根据资料中给出的是约4.48eV。(G. Kresse & J. Hafner, Surface Sci. 459 (2000) 287)

为此，首先要计算一个氢气分子的孤立能量，再减去两个孤立氢原子能量，将得到氢气分子的结合能。

先计算单个原子能量，选取PAW_PBE文件夹下的H下面的POTCAR 用到的其他输入文件如下：

INCAR:

SYSTEM = H atom in a box

ISMEAR = 0 ! Gaussian smearing

SIGMA = 0.01

ENCUT = 350.0

KPOINTS:

Automatic mesh

Monkhorst-Pack

1 1 1

0. 0. 0.

POSCAR:

H atom in a box

1.0 ! universal scaling parameters

7.0 0.0 0.0 ! lattice vector a(1)

0.0 8.0 0.0 ! lattice vector a(2)

0.0 0.0 9.0 ! lattice vector a(3)

1 ! number of atoms

cart ! positions in cartesian coordinates

0 0 0

用上述文件计算得到 TOTEN(H) = +0.000854eV (H atom)，用PAW_GGA得到类似结果。

然后计算氢分子能量，用类似的输入文件：

INCAR:

SYSTEM = H2 dimer in a box

ISMEAR = 0 ! Gaussian smearing

NSW = 5 ! 5 ionic steps

IBRION = 2 ! use the conjugate gradient algorithm

ENCUT = 350.0

POTIM = 0.1【当IBRION= 1, 2或3时，是力的一个缩放常数(相当于确定原子每步移动的大小)，默认值为0.5。当IBRION=0时，是MD的时间步长，无默认值，必须手动设置。】

KPOINTS:

Automatic mesh

Monkhorst Pack

1 1 1

0. 0. 0.

POSCAR:

H2 molecule in a box

1.0 ! universal scaling parameters

8.0 0.0 0.0 ! lattice vector a(1)

0.0 8.0 0.0 ! lattice vector a(2)

0.0 0.0 8.0 ! lattice vector a(3)

2 ! number of atoms

cart ! positions in cartesian coordinates

0 0 0 ! first atom

0 0 0.5 ! second atom

根据定义，E=-(TOTEN(H2)-2*TOTEN(H)) = 6.68eV，键长 = 0.75102 A。比文献中的结合能大了不少。出现上述结果的原因是在计算单个H原子能量的时候没有指定基态为spin polarized state。为了得到正确的解离能，计算单个H 原子能量的时候需要指定ISPIN=2。加上以上的tag后，TOTEN(H atom

[spin-polarized])=-1.10351 eV，用公式重新计算解离能：

E_binding=-(TOTEN(H2)-2*TOTEN(H [spin-polarized ])) = 4.48eV 和文献吻合。

我的计算结果：

E_binding=-(TOTEN(H2)-2*TOTEN(H [spin-polarized ])) = 6.670421-2*0.897379=4.878587eV

另外，文献[G.Kresse, PRB 62, 8295 (2000)]中详细讨论了氢分子的解离能的计算方法和结果。