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：SYSTEM

l 定义如何输入或构造初始的电荷密度和波函数：ISTART，ICHARG，INIWA V

l 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

l 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

l 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

l 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W A 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W A 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

INIWAV 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（V ASP.4.X）；Medium（V ASP.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，为了测试一下提交的任务，也不妨先设个较小的值。

NGX，NGY，NGZ：控制FFT网格在三个晶矢方向上的格点数量。

NGFX，NGFY，NGFZ：控制第二次更精确的FFT网格的格点数量。

也是两类重要的最好不要去动的参数。在未指定的情况下将根据PREC的设置从POTCAR 中自动读取。

PREC=High/Accurate，基组中向量的2倍值，用来避免wrap around errors，得到精确解。PREC=Low/Medium/Normal，基组中向量的3/4倍值（已足够精确到1 meV/atom）。

LREAL: 决定投射是在实空间还是倒易空间进行。取值：.TRUE.（实空间）/.FALSE.（倒易空间），缺省值：.FALSE.

用于求解赝势的非局域部分用到的一个积分，在倒格空间里采用平面波基组求解，在实空间里则采用积分球求解。

其他还有两个选项：O or On，A or Auto。

On和.TRUE.的差别在于是否使用King-Smith算法优化，设为Auto则进行自动选择，推荐使用。

ROPT: 在LREAL=Auto or On时，优化控制每个核周围的积分球内的格点数。取值：实数数组

For LREAL=On

PREC=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=Auto

PREC=Low, accuracy 10-2 (ROPT=0.01)

PREC=Med, accuracy 2*10-3 (ROPT=0.002)

PREC=High accuracy 2*10-4 (ROPT=2E-4)

NELM, NELMIN and NELMDL：控制电子自洽循环步数。取值：整数

NELM：电子自洽循环最大次数。缺省值：60

NELMIN：电子自洽循环最小次数。缺省值：2

NELMDL：弛豫次数。缺省值：if ISTART=0, INIWA V=1, and IALGO=8，-5，if ISTART=0, INIWA V=1, and IALGO=48，-12，else 0

NELMDL可以取负值。如果初始波函数采用随机赋值，即ISTART=0，INIWA V=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。

EDIFF：指定电子自洽循环的全局中断条件，用于控制收敛精度。取值：实数，缺省值：10-4

注意，即使EDIFF=0，NELM步电子自洽循环也会执行。