VASP软件介绍
VASP软件介绍
0.00 0.25
TiO2_anatase.cell
隐藏文件
缩放倍数为1
命名为TiO2 基矢 体系中有8个 氧原子，4和 钛原子
各个原子的坐标
KPOINTS输入文件: 控制K点的选取方式
• 按普通格式手动输入各个k点(推荐用在计算能带时)
k-points entered manually 5 Reciprocal 0.500 0.000 0.500 1.00 0.475 0.000 0.475 1.00 0.450 0.000 0.450 1.00 0.425 0.000 0.425 1.00 0.400 0.000 0.400 1.00 标题或注释行，无特别意义 K点的数目 以字母R开头表示k点是按倒格子坐标系 前三个数是k点的坐标，最后一个数是相应k 点的权重(下面共5个k点)
POTCAR输入文件: 赝势文件
Si 的一种势函数的部分内容
US Si 4.00000000000000000 parameters from PSCTR are: 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 …………
VASP简介ppt课件
☺可以在一行设置多个关键词（即参数）的值，但是每个关键值之间用分 号(;)隔开。如ISMEAR= 0; SIGMA= 0.2。 ☺当想不用INCAR中某个关键词的值时，在该行前面加上井号(#)注释掉， 如#ISMEAR=0; SIGMA = 0.2
5
POSCAR输入文件：描述体系结构
例:SiC体系的POSCAR文件
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
子动力学模拟的软件包。 • 基于(有限温度下的，对电子气而言)局域密度近似，自由
能作为电子气密度的泛函 • 在每个MD时间步长内精确求解电子气的瞬时基态
2
基本任务
• 晶体的电子结构(如态密度、能带、电荷密度）计算 • 晶体的磁学性质计算 • 优化晶体的结构参数 • 内部自由度弛豫 • 结构弛豫 • 表面体系的基本性质的计算
标题或注释行，无特别意义 K点的数目 以字母R开头表示k点是按倒格子坐标系 前三个数是k点的坐标，最后一个数是相应k 点的权重(下面共5个k点)
如果是以卡笛尔坐标系来写k点坐 标，则第三行以字母C开头。
9
POTCAR输入文件: 赝势文件
Si 的一种势函数的部分内容
US Si 4.00000000000000000 parameters from PSCTR are: VRHFIN =Si: s2p2 LEXCH = CA EATOM = 115.7612 eV, 8.5082 Ry GGA = -1.4125 -1.4408 .0293 -.9884 eV
VASP软件介绍解读
0S.0I0G0M00A00=000.010000000 0.5000000000000000 0.4589585899816485
0#.5I0S0I0F00=02000000000 0.0000000000000000 0.9589585899816486
0I.5A0L0G00O00=04080000000 0.0000000000000000 0.5410414100183514
POTCAR输入文件: 赝势文件
Si 的一种势函数的部分内容
US Si 4.00000000000000000 parameters from PSCTR are: VRHFIN =Si: s2p2 LEXCH = CA EATOM = 115.7612 eV, 8.5082 Ry GGA = -1.4125 -1.4408 .0293 -.9884 eV
First-principles electronic structure calculations
• 简介 • 基本任务 • 输入文件 • 输出文件 • 程序举例 • 操作界面
简介—VASP是什么
• 全称Vienna Ab-inito Simulation Package • 是一个采用平面波赝势(或缀加投影波)方法进行
0.5000000000000000 0.0000000000000000 0.7500000000000000
(2). 优化晶格参数
• 运行VASP，从输出文件CONTCAR中查看优化之后的晶格 常数。
（3）固定晶格常数静态计算，得到后面计算要用到的电荷 密度。
TiO2
1S.0Y0S0T0E00M00=0T00iO0020
# ISIF = 3 IALGO = 48 NELMDL = -5
个人非常好的VASP学习与总结
个人非常好的VASP学习与总结VASP（Vienna Ab initio Simulation Package）是一种用于计算材料电子结构和材料性质的第一性原理软件包。
它是由奥地利维也纳大学的Peter Blöchl教授和Jürgen Hafner教授等人开发的。
VASP广泛应用于材料科学、凝聚态物理、表面科学、催化化学等领域，并且已成为当前计算材料科学研究中的重要工具。
我的VASP学习与总结主要包括以下几个方面：一、理论基础在学习VASP之前，我首先了解了从头计算的理论基础。
这包括了量子力学、自旋极化的密度泛函理论、平面波基组和赝势等关键概念。
我通过阅读相关文献和教材，深入理解了这些理论基础，并通过编程实现了一些基本的从头计算算法，如Hartree-Fock法和密度泛函理论。
二、VASP软件架构和输入文件学习VASP的过程中，我详细了解了VASP的软件架构和输入文件的格式。
VASP的软件架构分为主程序和一系列的预处理工具、后处理工具和与其他软件的接口。
对于输入文件，我了解了INCAR文件中的各种参数，如体系的描述、计算方法、收敛准则等；POSCAR文件中的晶体结构描述；KPOINTS文件中的k点网格描述等。
我还学习了如何使用VASP进行周期性边界条件下的能带计算、电子密度计算和弛豫力计算等。
三、VASP计算结果的解析和可视化VASP计算得到的结果需要进一步解析和可视化。
我学习了使用一些常用的后处理工具，如VASP可视化工具、VESTA和XCrysDen等，来分析和可视化VASP计算的结果。
这些工具可以帮助我理解晶体结构、电子能带结构以及电荷分布等。
四、VASP参数优化和计算效率为了得到准确的计算结果，我尝试了调整VASP计算中的一些参数，如波函数截断、k点密度、能量收敛准则等，以获得更准确的计算结果。
此外，我还学习了使用并行计算技术来提高VASP计算的效率，如MPI和OpenMP等，并了解了VASP在高性能计算集群上的使用方法。
VASP计算方法
VASP计算方法VASP是维也纳第一原理模拟计算软件的缩写。
它是一种基于密度泛函理论的材料模拟计算方法，广泛应用于化学、物理、材料科学等领域。
VASP使用基于平面波展开（plane wave basis）的赝势（pseudopotentials）方法来描述材料中的电子结构。
其核心思想是将电子波函数以平面波的形式展开，并采用赝势来模拟电子的相互作用。
这种方法能够高效地计算含有数百个原子的系统的电子结构和相关性质。
在VASP中，首先需要确定材料的晶体结构。
用户可以通过输入晶体结构的空间群信息和原子坐标来定义体系的几何信息，还可以指定晶胞的尺寸和形状。
然后，通过选择适当的波函数和赝势，可以定义计算模型并进行模拟计算。
VASP计算可以分为一系列的步骤，包括结构优化、静态能量计算、力学性质计算等。
首先，通过结构优化，可以找到体系的最稳定结构和原子位置。
随后，通过静态能量计算，可以计算材料的能带结构和密度态。
在静态计算的基础上，还可以计算材料的力学性质，如弹性常数、声子谱等。
此外，VASP还可以进行分子动力学模拟和绝对零度的自由能计算。
在VASP计算中，还需要设置一些计算参数来优化计算性能和结果的准确性。
例如，可以通过设置波函数的能量截断来控制展开平面波的数目，提高计算效率。
还可以选择适当的赝势来模拟材料中的电子相互作用。
此外，还可以通过设置自旋极化和计算参数等，扩展VASP的应用范围和处理领域。
除了常规计算方法外，VASP还提供了一些高级计算功能，如HSE06方法和GW近似方法等。
这些方法可以进一步提高计算结果的准确性和可靠性。
总之，VASP是一种强大而灵活的第一原理模拟计算方法，可用于研究和预测各种材料的性质和行为。
通过调整计算参数和采用适当的计算模型，可以在各种材料科学领域中开展深入的研究，并帮助解决实际问题。
vasp软件主要功能
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，INIWAVl 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。
材料模拟计算软件VASP
１． 背景介绍
ＶＡＳＰ（Ｖｉｅｎｎａ Ａｂ－ｉｎｉｔｉｏ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ Ｐａｃｋａｇｅ ）是使用 赝势和平面波基组，进行从头量子力学分子动力学 计算的软件包。直接购买的费用大约４万人民币。
ＶＡＳＰ的原型是Ｍｉｋｅ Ｐａｙｎｅ在ＭＩＴ开发的程序包。 这个程序包产生了两个分支，一个是ＶＡＳＰ，一个 是ＣＡＳＴＥＰ。当ＶＡＳＰ开始发展的时候，ＣＡＳＴＥＰ这个 名字还没有产生。１９８９年，Ｊｕｅｒｇｅｎ Ｈａｆｎｅｒ把ＶＡＳＰ的 原型代码从剑桥带回了维也纳，但ＶＡＳＰ的真正开 发是在１９９１年开始的。这个时候，ＣＡＳＴＥＰ实际上 已经进一步发展了很多，但是ＶＡＳＰ是基于１９８９年版 的ＣＡＳＴＥＰ开发的，这个版本的ＣＡＳＴＥＰ只支持局域 赝势和Ｃａｒ－Ｐａｒｒｉｎｅｌｌｏ型的急速下降算法。１９９５年， ＶＡＳＰ的名字被确定下来，并且成为一个稳定而通用 的从头计算工具。１９９６年，ＶＡＳＰ的ＦＯＲＴＲＡＮ ９０语 言版本出现，并且开始进行ＭＰＩ并行化。但是，开 始进行并行化工作的人，Ｊ．Ｍ． Ｈｏｌｅｎｄｅｒ，“抄袭”了 ＣＡＳＴＥＰ的通讯内核，从而引起了ＣＡＳＴＥＰ和ＶＡＳＰ的 纠纷。１９９７年１月，ＶＡＳＰ的并行化在英国完成。 １９９８年，ＶＡＳＰ的通讯内核被完全重写，以去除 ＣＡＳＴＥＰ的部分，这导致了ＶＡＳＰ对Ｔ３Ｄ／Ｔ３Ｅ通讯不再 特别有效率。１９９９年，投影增强波（ＰＡＷ）方法被 采用。目前，维也纳大学（Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｖｉｅｎｎａ）Ｐｒｏｆ． Ｄｒ． Ｊｕｅｒｇｅｎ Ｈａｆｎｅｒ 和 Ｐｒｏｆ． Ｄｉｐｌ．Ｉｎｇ． Ｄｒ． Ｇｅｏｒｇ Ｋｒｅｓｓｅ 研 究组以及德国的Ｆｒｉｅｄｒｉｃｈ－Ｓｃｈｉｌｌｅｒ－Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ的Ｊüｒｇｅｎ Ｆｕｒｔｈｍüｌｌｅｒ研究组共同开发并发展ＶＡＳＰ。它是用赝 势平面波方法进行分子动力学模拟的软件包。与同 类的软件相比，它比较早的实现了超软赝势，计算 量相对于一般的模守恒赝势方法大为减少。ＶＡＳＰ加 入了对ＰＡＷ方法的支持，这使得ＶＡＳＰ的应用更为广 泛。
VASP软件包介绍
VASP软件包介绍VASP（Vienna Ab-initio Simulation Package）是一种广泛应用于固体和材料科学领域的第一性原理计算软件包。
它采用密度泛函理论（DFT）和平面波基组来解决材料的电子结构和定量性质。
VASP软件包具有强大的计算功能和高度精确的结果，已成为固体材料模拟中的重要工具。
VASP软件包提供了一系列功能和工具来模拟材料的结构、能带、电子密度、光谱性质、弹性性质、反应能垒等。
它支持多种交换和相关泛函，包括局域密度近似（LDA）、广义梯度近似（GGA）等，以及包含完全局域势（PAW）和超软赝势（USPP）等方法来描述原子核和电子的相互作用。
此外，VASP软件包还可用于模拟温度、压力、扩散、表面反应等不同条件下的材料行为。
使用VASP软件包进行计算需要用户提供晶体结构文件、赝势文件、计算参数等输入信息。
VASP软件采用平面波基组展开波函数，并使用周期边界条件来处理无限大小的周期性系统。
通过梯度下降方法，VASP软件可以在最小化能量的同时寻找材料的平衡结构。
VASP软件包的计算结果包括能带结构、态密度、能量、力、弹性常数、光学吸收谱、振动频谱等信息。
这些结果能够提供材料的基本性质和响应行为，比如能带结构可以揭示材料的导电性质，能量可以计算材料的稳定性，光学吸收谱可以预测材料的光电性能等。
此外，VASP软件还可以用于模拟计算一系列材料物性，例如通过计算弹性常数来评估材料的力学性质。
VASP软件包的优势在于其精确性和可靠性。
它采用高精度的数值方法和更精确的交换关联泛函，能够提供准确的计算结果。
此外，VASP软件包采用高度并行化计算策略，可以在多核处理器和高性能计算机上进行大规模并行计算，加速计算过程并提高效率。
VASP软件包还提供了友好的用户界面和详细的文档，使用户可以轻松配置、运行和解析计算，减小了学习和使用的难度。
VASP软件包的应用范围广泛，包括但不限于固体材料学、纳米材料学、催化剂设计、光电材料学、能源材料学等。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
基本任务
crystal structure 晶体结构基本性质计算
• Electronic Structure • Magnetic propeeters
• Structural relaxation
basic characters of surface system 表面体系的基本性质的计算
(2). 优化晶格参数
• 运行VASP，从输出文件CONTCAR中查看优化之后的晶格 常数。
（3）固定晶格常数静态计算，得到后面计算要用到的电荷 密度。
TiO2 1.00000000000000 SYSTEM = TiO2 3.7845101342259402 0.0000000000000000 0.0000000000000000 PREC = Accurate 0.0000000000000000 3.7845101342259402 0.0000000000000000 K-Points NSW = 0 0.0000000000000000 0.0000000000000000 9.5188386396340263 0 ENCUT = 400 VASP提供的 8 4 Monkhorst Pack ISTART = 0 各种POTCAR Direct 4 4 4 ICHARG = 2 0.0000000000000000 0.00000000000000000 0.2089585899816485 0 0 IBRION = -1 0.5000000000000000 0.5000000000000000 0.7089585899816486 ISMEAR = 0 0.0000000000000000 0.5000000000000000 0.4589585899816485 SIGMA = 0.10 0.5000000000000000 0.0000000000000000 0.9589585899816486 # ISIF = 2 0.5000000000000000 0.0000000000000000 0.5410414100183514 IALGO = 48 0.0000000000000000 0.5000000000000000 0.0410414100183514 0.5000000000000000 0.5000000000000000 0.2910414100183515 将CONTCAR 0.0000000000000000 0.0000000000000000 0.7910414100183514 中得到的数据 0.0000000000000000 0.0000000000000000 0.0000000000000000 拷贝到 0.5000000000000000 0.5000000000000000 0.5000000000000000 POSCAR中 0.0000000000000000 0.5000000000000000 0.2500000000000000 0.5000000000000000 0.0000000000000000 0.7500000000000000
POSCAR输入文件：描述体系结构
例:SiC体系的POSCAR文件
Cubic SiC 3.57 0.0 0.5 0.5 0.0 0.5 0.5 1 1 Direct 0.00 0.00 0.25 0.25 设置体系的名称 晶格常数或缩放系数 0.5 0.5 0.0
原胞(或晶胞)的基矢
每类原子的个数 确定按何种坐标来写原子位置 第一个坐标 第二个坐标
INCAR输入文件：设置程序控制参数的值
System 、ISTART、ENCUT、NELM、EDIFF 、EDIFFG、 GGA 、 NPAR、NSW、 IBRION 、 ISIF、 ISYM、 LWAVE 、LCHARG等
例：静态计算(计算总能和自洽的电荷密度)时
SYSTEM = Silicon ENCUT = 350 ISTART = 0 ICHARG = 2 ISMEAR = -5 EDIFF = 1E-5 PREC = Accurate 设置标题，以说明所计算的体系 设置平面波切断动能(不采用默认值) 说明这次计算是一次全新的计算 按体系中的原子构造初始的原子密度 采用四面体方法 电子迭代的收敛标准是1E-5 精度为Accurate
经验推荐自己手 动设置ENCUT, SYSTEM, ISTART, ICHARG, ISMEAR, EDIFF, PREC等 的值。
☺可以在一行设置多个关键词（即参数）的值，但是每个关键值之间用分 号(;)隔开。如ISMEAR= 0; SIGMA= 0.2。 ☺当想不用INCAR中某个关键词的值时，在该行前面加上井号(#)注释掉， 如#ISMEAR=0; SIGMA = 0.2
输出文件
OUTCAR :最主要的输出文件 DOSCAR : 电子态密度文件 EIGENVAL :本征值文件 OSZICAR :每次迭代或原子迟豫(或MD)的信息 CHG和CHGCAR :电荷密度文件 WAVECAR :波函数文件 CONTCAR :原子迟豫或MD后的体系结构文件 IBZKPT :布里渊区中的k点 PCDAT :对关联函数 XDATCAR :在MD时, 原子位置变化的跟踪文件 PROCAR和PROOUT : 波函数投影或分解的文件 LOCPOT :总的局域势 ELFCAR :电子局域函数
POTCAR输入文件: 赝势文件
Si 的一种势函数的部分内容
US Si 4.00000000000000000 parameters from PSCTR are: 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 …………
......
输入文件
POTCAR KPOINTS POSCAR INCAR
pseudopotentail file（赝势文件，软件本身具有， 用时选择合理的即可）
Brillouin zone sampling（ k点取样设置文件） structural data（描述体系结构的文件） steering parameters（计算控制参数文件）
• 程序自动产生K点（最常用的，定义网格取样大小）
Automatic genetation 0 Monkorst-Pack 9 9 9 0.0 0.0 0.0 注释行 自动产生K点，这一行必须设为0 Monhkorst-Pack方法产生K点 在各个基矢方向上分割基矢的点数 是否移动网格点以及移动多少（这里不移动）
程序举例
用VASP求TiO2的电子态密度和能带，分如下几步:
(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). 固定晶格常数静态计算，得到后面计算要用到的电荷密度； (4). 静态计算之后，固定电荷密度,分别做非自洽的能带和态密度计 算； (5). 从输出文件EIGENVAL、DOSCAR中提取数据,画图 。
(1). 生成4个输入文件: POSCAR POTCAR KPOINTS INCAR
TiO2 1.00000000000000 3.776000000000000 0.000000000000000 0.000000000000000 SYSTEM = TiO2 0.000000000000000 3.776000000000000 0.000000000000000 PREC = Accurate 0.000000000000000 0.000000000000000 9.486000000000001 K-Points 8 4 NSW = 200 0 Direct ENCUT = 400 VASP提供的 Monkhorst Pack ISTART = 0 0.0000000000000000 0.0000000000000000 0.2080000000000000 各种POTCAR 4 4 4 ICHARG = 2 0.5000000000000000 0.7080000000000000 0.5000000000000000 0 0 0 IBRION = 1 0.0000000000000000 0.5000000000000000 0.4580000000000000 ISIF = 3 0.5000000000000000 0.0000000000000000 0.9580000000000000 EDIFFG = -0.01 0.5000000000000000 0.0000000000000000 0.5420000000000000 ADDGRID= .True. 0.0000000000000000 0.5000000000000000 0.0420000000000000 ISMEAR = 0 0.5000000000000000 0.5000000000000000 0.2920000000000000 SIGMA = 0.1 0.0000000000000000 0.0000000000000000 -0.2080000000000000 0.0000000000000000 0.0000000000000000 0.0000000000000000 0.5000000000000000 0.5000000000000000 0.5000000000000000 0.0000000000000000 0.5000000000000000 0.2500000000000000 0.5000000000000000 0.0000000000000000 0.7500000000000000