vasp计算
VASP计算-力学常数1
VASP 计算----------力学常数摘要本文主要介绍了用VASP 对弹性模量、剪切模量、体积模量以及泊松比等力学常数计算，首先介绍了计算所需的相关基础知识，然后详细的阐述了理论的推导过程和对结果的处理方法，并介绍了VASP 所需文件和生成的文件，最后提供了计算的一个例子和其程序流程图。
目录一、 基础知识 .................................................................................................................... 1 二、 VASP 计算时解析推导 .............................................................................................. 3 三、 VASP 计算 .................................................................................................................. 9 四、 有待继续研究的地方 .............................................................................................. 10 五、 参考文献 .................................................................................................................. 10 六、 附录（一）程序流程图 .......................................................................................... 11 七、附录（二）------一个例子，TaN (12)一、 基础知识[1][2]这部分主要介绍了进行VASP 计算时所需要的概念的解释，其主要部分来自弹性力学，详细的介绍可阅读参考文献。
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几个计算实例
用VASP计算Ｈ原子的能量氢原子的能量为。
在这一节中，我们用VASP计算H原子的能量。
对于原子计算，我们可以采用如下的INCAR文件PREC=ACCURATENELMDL = 5 make five delays till charge mixingISMEAR = 0; SIGMA=0.05 use smearing method采用如下的KPOINTS文件。
由于增加K点的数目只能改进描述原子间的相互作用，而在单原子计算中并不需要。
所以我们只需要一个K点。
Monkhorst Pack 0 Monkhorst Pack1 1 10 0 0采用如下的POSCAR文件atom 115.00000 .00000 .00000.00000 15.00000 .00000.00000 .00000 15.000001cart0 0 0采用标准的H的POTCAR得到结果如下：k-point 1 : 0.0000 0.0000 0.0000band No. band energies occupation1 -6.3145 1.000002 -0.0527 0.000003 0.4829 0.000004 0.4829 0.00000我们可以看到，电子的能级不为。
Free energy of the ion-electron system (eV)---------------------------------------------------alpha Z PSCENC = 0.00060791Ewald energy TEWEN = -1.36188267-1/2 Hartree DENC = -6.27429270-V(xc)+E(xc) XCENC = 1.90099128PAW double counting = 0.00000000 0.00000000entropy T*S EENTRO = -0.02820948eigenvalues EBANDS = -6.31447362atomic energy EATOM = 12.04670449---------------------------------------------------free energy TOTEN = -0.03055478 eVenergy without entropy = -0.00234530 energy(sigma->0) = -0.01645004我们可以看到也不等于。
vasp计算
vasp计算3, Xming用gnuplot是gnu文件里面要加pause -14,INCAR 字符太长，vasp_lib里面要改drdatab.F文件，255改大，重新编译5 声子谱：phononp –d –dim=”3 3 1”6 vasp编译gama版本的：在第二个CPP加上-DwNGZhalf就行。
7 ISMEAR=-5，电荷密度和DOS之类的电子结构和总能准，但是算力不准，所以对于算声子谱，最好不用-5。
对于金属，声子谱一般用DFPT会更准。
对于半导体和绝缘体，不能用ISEMAR>0的，只能是-5或者0.对于金属，ISMEAR=1，sigma=0.28 DFPT不能用NPAR phonopy -d --dim="2 2 2" -c POSCAR-unitcellmv SPOSCAR POSCAR静态计算：IBRION=8，IALGO=38对于金属ISMEAR=1，sigma=0.2phonopy --fc vasprun.xmlband.conf里面要添加：FORCE_CONSTANTS = READphonopy -p -c POSCAR-unitcell band.conf一般来说，对于金属，或者窄能隙半导体，如果用位移法，则需要很大的胞才能算准，但是用DFPT则可以小包算准。
对于金属，PBE 可能更好点。
9, 如果体系较大，EDIFF达到停止计算，很可能是K点取太多，内存不够。
10, bandplot --gnuplot band.yaml >> phon.dat，用origin做声子谱11，画CBM和VBM的partial charge,读入静态的WA VECAR，进行处理，此时要设置INCAR，LPARD = .TRUE. 开关IBAND = 480 481 VBM CBMNBMOD = 1 默认KPUSE = 1 第几个K点LSEPB = .TRUE. vasp查LSEPK = .TRUE.12，算极化：铁电相和顺电相都要算，每一个相算三次。
VASP计算弹性常数
VASP计算弹性常数VASP (Vienna Ab-initio Simulation Package) 是一种常用的第一性原理计算软件包，用于计算物质电子结构和能带结构。
除了电子结构计算，VASP还可以用于计算材料的弹性常数。
在本文中，我们将讨论如何使用VASP计算材料的弹性常数，并了解计算结果的解释。
弹性常数是描述材料变形行为的物理量。
材料在受力作用下产生变形，而弹性常数则定量描述了材料对应力的响应。
弹性常数包括弹性模量、剪切模量、泊松比等。
通过计算这些弹性常数，我们可以了解材料的机械性能和应力应变行为。
首先，我们需要确定计算材料的晶体结构。
这包括晶胞参数、原子位置和晶胞对称性。
在VASP中，我们使用POSCAR文件来描述晶体结构的具体细节。
POSCAR文件包括晶体的晶胞参数、原子种类和位置等信息。
其次，我们需要生成一系列的应变状态。
常见的应变状态包括体积应变、晶格常数应变和剪切应变。
在VASP中，我们可以使用ISIF标志来控制应变类型。
例如，ISIF=3可以用于计算体积应变，ISIF=2可以用于计算剪切应变。
然后，我们需要进行一系列的弛豫计算。
在每个应变状态下，我们需要优化结构以达到最低的总能量。
这可以通过设置IBRION=2和ISIF=3来实现。
这些计算将给出最优的应变状态下的应力张量。
最后，我们可以使用应力和应变的关系来计算材料的弹性常数。
对于单晶材料，弹性常数可以通过应力张量的分量和应变张量的分量之间的线性关系来得到。
C_ij = (stress_i - stress_0_i) / strain_j其中，C_ij是第i个应力分量（i = 1，2，...，6）和第j个应变分量（j = 1，2，...，6）之间的弹性常数，stress_i是在第i个应变分量下计算得到的应力，stress_0_i是在未应变状态下计算得到的应力，strain_j是第j个应变分量。
使用以上计算方法，我们可以得到材料的弹性常数。
vasp 计算知识
vasp 输入文件中的ISMEAR参数指的是波函数占据数目，但是这个到底是什么意思？可以浅显一点讲吗
就是说电子在费米面附近占据数从0突变到1，这是个deta函数，为了计算方便，用一个平滑点的函数在费米面附近代替这个deta函数，这样计算就不容易振荡，易于收敛。ismear就是可以采用这种方法：将SIGMA在不同大小的kmesh下进行静态计算测试，对每一个SIGMA值求“entropy T*S”值，可以得出一系列（一般取两条）不同kmesh下SIGMA与“entropy T*S”对应的曲线，将这些曲线比较，取不同kmesh曲线的“entropy T*S”差值最小的点对应的SIGMA值即可。具体参数设置可以参看侯柱峰编写的《VASP软件包使用入门指南》中“§5.7节ISMEAR和SIGMA”。
SIGMA的值是展宽，决定了电子的占有数，当它取不同值时，对金属体系的费米能处的电子占有数变化很大。一般地对于半导体和绝缘体来说SIGMA=0.05就够小了，金属的默认取值0.2。如果计算的体系是金属，在静态计算物理量时，则用ISMEAR=-5，这时不必设置SIGMA（此时SIGMA的取值对结果没有影响）。如果对体系进行驰豫，先用ISMAR=1或2（金属体系）或0（半导体或绝缘体）优化出SIGMA，得到优化的结构后，再进行静态计算（ISMEAER=0用的比较多，手册上的说法不管什么计算取ISMEAR=0然后找一个合适的SIGMA就可以）。另外，SIGMA的值依赖于kmesh的大小，当kmesh发生改变时SIGMA的值也需要重新优化取值。
最好是每做一个计算，都要先做一个SIGMA的检测以选取合适的SIGMA值，不过在有了可靠的经验以后就不用每次都做了。绝缘体SIGMA可以取得小一点，金属的不要取的太小否则不容易收敛。在收敛速度可以接受的情况下可以适当减小SIGMA。
如何用vasp计算铁磁,反铁磁,顺磁
如何用vasp计算铁磁,反铁磁,顺磁如何用V ASP计算铁磁、反铁磁和顺磁顺磁，意味进行non-spin polarized的计算，也就是ISPIN=1。
铁磁，意味进行spin-polarized的计算，ISPIN=2，而且每个磁性原子的初始磁矩设置为一样的值，也就是磁性原子的MAGMOM设置为一样的值。
对非磁性原子也可以设置成一样的非零值（与磁性原子的一样）或零，最后收敛的结果，非磁性原子的local磁矩很小，快接近0，很小的情况，很可能意味着真的是非磁性原子也会被极化而出现很小的local磁矩。
反铁磁，也意味着要进行spin-polarized的计算，ISPIN=2，这是需采用反铁磁的磁胞来进行计算，意味着此时计算所采用的晶胞不再是铁磁计算时的最小原胞。
比如对铁晶体的铁磁状态，你可以采用bcc的原胞来计算，但是在进行反铁磁的Fe计算，这是你需要采用sc 的结构来计算，计算的晶胞中包括两个原子，你要设置一个原子的MAGMOM为正的，另一个原子的MAGMOM设置为负，但是它们的绝对值一样。
因此在进行反铁磁的计算时，应该确定好反铁磁的磁胞，以及磁序，要判断哪种磁序和磁胞是最可能的反铁磁状态，那只能是先做好各种可能的排列组合，然后分别计算这些可能组合的情况，最后比较它们的总能，总能最低的就是可能的磁序。
同样也可以与它们同铁磁或顺磁的进行比较。
了解到该材料究竟是铁磁的、还是顺磁或反铁磁的。
亚铁磁，也意味要进行spin-polarized的计算，ISPIN=2，与反铁磁的计算类似，不同的是原子正负磁矩的绝对值不是样大。
非共线的磁性，那需采用专门的non-collinear的来进行计算，除了要设置ISPIN，MAGMOM的设置还需要指定每个原子在x,y,z方向上的大小。
这种情况会复杂一些。
举个例子来说，对于Mn-Cu(001)c(2x2)这种体系，原胞里面有2个Mn原子，那么你直接让两个Mn原子的MAGMOM的绝对值一样，符号相反就可以了，再加上ISPIN=2。
VASP计算DOS和能带
VASP计算DOS和能带个人总结一：VASP计算DOS和能带1.计算DOS①POSCAR②POTCAR③KPOINTS（建议以Gamma为中心取点,通常K×a≈45即可）④INCAR（越简洁越好）第一步：结构优化SYSTEM=**ISTART=0ENCUT=500(最好对其进行测试)EDIFF=1E-5EDIFFG=-0.01NSW=100ISIF=2IBRION=2【优化后计算DOS可以一步完成，也可以分为两步来完成，主要是计算量涉及到计算时间的差别】第二步：静态自洽(此时可稍微降低K点数，用第一步优化得到的CONTCAR作为POSCAR进行计算)SYSTEM=**ISTART=0PREC=AccurateEDIFF=1E-5EDIFFG=-0.01ENCUT=500ISMEAR=-5LCHARG=.TRUE.注意：此时得到的E-feimi是准确的，需要记下（grep ‘E-fermi’OUTCAR）第三步：非自洽计算（采用高密度K点）SYSTEM=**ISTART=1ICHARG=11LMAXMIX=2/4/6(VASP官网原话：If ICHARG is set to 11 or 12, it is strongly recommened to set LMAXMIX to twice the maximum l-quantum number in the pseudpotentials. Thus for s and p elements LMAXMIX should be set to 2, for d elements LMAXMIX should be set to 4, and for f elements LMAXMIX should be set to 6)PREC=AccurateEDIFF=1E-5EDIFFG=-0.01ENCUT=500（截断能最好与上一步保持一致）ISMEAR=-5LORBIT=10/11(推荐11，可以得到能级分裂的数据)优化后计算DOS一步完成：（采用高密度K点）SYSTEM=**ISTART=1PREC=AccurateEDIFF=1E-5EDIFFG=-0.01ENCUT=500ISMEAR=-5LORBIT=10/112.计算能带①POSCAR②POTCAR③KPOINTS:使用Line-mode格式，给出高对称性K点之间的分割点数，分割越密，路径积分就越准确。
- 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)。
LPARD = .TRUE.开关
IBAND = 480 481 VBM CBM
NBMOD = 1默认
KPUSE = 1第几个K点
LSEPB = .TRUE. vasp查
LSEPK = .TRUE.
20,计算磁性的体系，设置
IALGO=38
LREAL=F
LPLANE=.TRUE.
GGA_COMPAT = F
LMAXMIX=4
LDAU = .TRUE.
LDAUTYPE = 1
LDAUL = 2 -1
LDAUU = 4 0
LDAUJ = 1 0
LORBIT=11
算得更准
19如果要用wannier算磁性体系。Spin要分开，这是应该用vasp+wannier+soc的版本跑，同时INCAR设置成spin=2的模式，但是LSORBIT不开。跑完会出来up和down，再分别对他们局域化。
phonopy-p-c POSCAR-unitcell band.conf
一般来说，对于金属，或者窄能隙半导体，如果用位移法，则需要很大的胞才能算准，但是用DFPT则可以小包算准。对于金属，PBE可能更好点。
9,如果体系较大，EDIFF达到停止计算，很可能是K点取太多，内存不够。
10, bandplot --gnuplot band.yaml >> phon.dat，用origin做声子谱
16,计算真空能级，功函数。在INCAR里面加入LVTOT= T，然后把LOCPOT复制为PARCHG，第一列写成原子名字，第二个原子名字去掉。运行post_VASP，选7即可得到结果。(如果不收敛，可以加大真空层厚度试试)
17，vasp加电场，
EFIELD=1(沿着坐标轴的负方向，一般金属加0.1V/A才有效果)
8 DFPT不能用NPARphonopy -d --dim="2 2 2" -c POSCAR-unitcell
mv O=38对于金属ISMEAR=1，sigma=0.2
phonopy --fc vasprun.xml
band.conf里面要添加：FORCE_CONSTANTS = READ
12，算极化：铁电相和顺电相都要算，每一个相算三次。首先要静态自洽，接着读取上一步的CHGCAR.三个方向各算一次。
13, Vdos是可以不分x,y.z的。给出每个原子的贡献。
14，计算真空能级，在静态计算INCAR中加入LVTOT=T，如果结构是三维的，要将POSCAR沿着C方向截出一个10A的真空层。相应的把KPOINTS里面C方向的K点设置为1.跑完之后用小程序进行处理，画出C方向的平均电势图，读出真空能级即可。真空能级是最高点。例子计算，/home/users/xggong/luowei/work/paper-p/p4o4-vacc/p4o4-2/pre小浪潮
3, Xming用gnuplot是gnu文件里面要加pause -1
4,INCAR字符太长，vasp_lib里面要改drdatab.F文件，255改大，重新编译
5声子谱：phononp –d –dim=”3 3 1”
6 vasp编译gama版本的：在第二个CPP加上-DwNGZhalf就行。
7 ISMEAR=-5，电荷密度和DOS之类的电子结构和总能准，但是算力不准，所以对于算声子谱，最好不用-5。对于金属，声子谱一般用DFPT会更准。对于半导体和绝缘体，不能用ISEMAR>0的，只能是-5或者0.对于金属，ISMEAR=1，sigma=0.2
LDIPOL = .TRUE.
IDIPOL = 1（x方向加）
DIPOL= 0.5 0 0（结构的中心）
18计算沿z方向的电荷密度的变化，跟真空能级方法一样，只是把CHGCAR复制为LOCTOT,然后vi LOCTOT，去掉最后的一些不需要的东西。然后运行post_VASP，选7即可得到结果。
19 xshell画声子谱，要用xmanager.而不是xming