(完整版)vasp常见问题

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初学VASP的几个注意

初学VASP的几个注意

初学VASP(一) what's it?VASP = Vienna Ab-initio Simulation PackageVASP is a complex package for performing ab-initio quantum-mechanical molecular dynamics (MD) simulations using pseudopotentials (如超软赝势US-PP) or the projector-augmented wave (PAW) method and a plane wave basis set.The approach implemented in VASP is based on the (finite-temperature)local-density approximation with the free energy as variational quantityand an exact evaluation of the instantaneous electronic ground state ateach MD time step.它的好处主要包括基组小适于第一行元素和过渡金属,大体系计算快(<4000价电子),适于平行计算(Unix/Linux)其他特性还包括自动对称性分析、加速收敛算法另文涉及。

一个简单的VASP作业主要涉及四个输入文件:INCAR(作业细节) POSCAR(体系坐标) POTCAR(赝势) KPONITS(k空间描述)初学VASP(二) 布里赫定理本文简单介绍点能带理论的基础知识以利于后文讨论布里赫(F.Bloch) 参考书:《固体能带理论》谢希德陆栋主编Bloch定理周期性势场的单电子薛定谔方程的非简并解和适当选择组合系数的简并解同时是平移算符T(Rl)的属于本征值exp(ik·Rl)的本征函数数学表示:T(Rl)ψn(k,r) = ψn(k,r+Rl) = exp(ik·Rl)·ψn(k,r)ψn(k,r)称为Bloch函数,用它描写的电子也称为布里赫电子推论一:晶格电子可用通过晶格周期性调幅的平面波表示。

报错解决

报错解决

设置:初始值收敛值结果AMIX =0.0100;BMIX =0.0001 AMIX = 0.01; BMIX = 0.00 计算无误AMIX = 0.1000;BMIX = 0.0010 AMIX = 0.10; BMIX = 0.00 计算无误AMIX =0.20; BMIX = 0.01 AMIX =0.20; BMIX = 0.01 计算无误AMIX=0.2、BMIX=0.001 AMIX=0.2、BMIX=0.001 计算无误AMIX=0.3、BMIX=0.1 AMIX=0.3、BMIX=0.1 计算无误AMIX=0.4 AMIX = 0.40; BMIX = 1.00 静态log: WARNING in EDDRMM: call toZHEGV failed, returncode = 6 3 **,能带一样AMIX=0.02 AMIX = 0.02; BMIX = 1.00 计算无误AMIX=0.1 AMIX = 0.10; BMIX = 1.00 静态log: WARNING in EDDRMM: call toZHEGV failed, returncode = 6 3 **,能带一样AMIX=0.3 AMIX = 0.30; BMIX = 1.00 静态log: WARNING in EDDRMM: call toZHEGV failed, returncode = 6 3 **,能带一样BMIX=0.0001 AMIX = 0.40; BMIX = 0.00 计算无误以上参数设置,得到的能带图都一样,如下图:综上:设置AMIX=0.2(或0.3),BMIX默认(省事,等于1.0),可以保证计算过程无误。

还需进一步调整其他参数,算出正确的能带。

警告:算1QL弛豫、静态、能带时,都有这个提示:ADVICE TO THIS USER RUNNING 'V ASP/V AMP' (HEAR YOUR MASTER'S VOICE ...): You have a (more or less)'small supercell' and for smaller cells it is recommended to use the reciprocal-space projection scheme! The real space optimization is not efficient for small cells and it is also less accurate ... Therefore set LREAL=.FALSE. in the INCAR file对策:对于较小的晶胞(原子数小于20),设置LREAL=.FALSE.,计算结果比较精确。

vasp 计算知识

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。

VASP自旋轨道耦合计算错误汇总

VASP自旋轨道耦合计算错误汇总

VASP自旋轨道耦合计算错误汇总自旋轨道耦合是描述电子自旋和轨道运动之间相互作用的物理概念。

在VASP计算中,自旋轨道耦合是通过GGA+U方法处理的,但在实际计算中可能会出现一些错误。

下面是一些可能导致VASP自旋轨道耦合计算错误的原因及解决方案的汇总。

1.参数设置错误:在VASP计算中,轨道耦合的计算需要将INCAR文件中的参数设置正确。

首先,需要将ISPIN参数设置为2,以便考虑自旋极化。

其次,需要通过LDAU参数将自旋-轨道耦合效应的影响引入计算中。

在计算过程中,可以尝试不同的U值,并观察计算结果的变化。

2.缺乏足够的k点网格:自旋轨道耦合计算需要在倒空间中计算,因此需要足够高的k点网格密度。

如果k点网格密度过低,可能会导致计算结果不准确。

解决方法是增加k点网格密度,可以通过增加KPOINTS文件中的MP或MONKHORST参数来实现。

3.收敛条件设定不合理:VASP计算中,自旋轨道耦合的计算需要满足一定的收敛条件。

如果计算结果不收敛,则可能需要调整计算过程中的一些参数。

可以尝试增加ENCUT参数来提高计算精度,减小EDIFF参数来提高计算收敛性。

同时,还可以尝试改变电荷密度和波函数的混合策略,选择更合适的算法来解决计算问题。

4.初始结构选择不合理:不合理的初始结构选择可能导致计算结果不准确。

建议根据实验已知的结构或先前的计算结果来选择初始结构,并合理设置INCAR文件中的ISIF参数来优化结构。

5.系统对称性的处理错误:自旋轨道耦合计算过程中,VASP通常假设系统具有一定的对称性,因此在计算中会利用结构的对称性进行优化。

如果对称性处理错误,可能会导致计算结果的不准确。

建议在计算前进行空间群和点群对称性的分析,并在INCAR文件中正确设置ISYM参数来处理对称性。

总之,VASP自旋轨道耦合计算错误的原因有很多,可能是参数设置错误、收敛条件设定不合理、初始结构选择不合理、系统对称性处理错误等。

vasp在计算磁性的实例和讨论

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。

VASP自旋轨道耦合计算错误汇总

VASP自旋轨道耦合计算错误汇总

VASP自旋轨道耦合计算错误汇总IALG=Fast (两种方法混用) IALG=Very_Fast (等价于IALGO=48)IALG=Normal (等价于IALGO=38) INCAR中加上IALG=Fast 已解决!(1QL、2QL已解决,3QL以上未解决) VASP FORUM: the error is due to a LAPCK call (ZHEGV):ZHEGV computes all the eigenvalues本征值, and optionally随意地, theeigenvectors of a complex generalized Hermitian-definite eigenproblem . theremay be several reasons for that error: 1) the RMM-DIIS diagonalisationalgorithm is not stable for your specific setup of the calculation. --> useALGO = Normal (blocked Davidson) or ALGO = Fast (5 steps blocked Davidson,RMM-DIIS) 用ALGO=Normal IALGO=48 或者 ALGO=Fast 2) a) maybe your inputgeometry was not reasonable (error occurs at the very first ionic step, pleasehave a look for the geometry data of your run in OUTCAR ) or b) the last ionicrelaxation step lead to an unreasonable geometry (compare the input and outputgeometries of the last ionic relaxation steps in XDATCAR). In that case (2b)it can be helpful to --> switch to a different relaxation algorithm (IBRION-tag) --> reduce the step size of the first step by setting POTIM smaller thanthe default value 改变IBRION,减少步长POTIM 3) The installation of the LAPACKon your machine was not done properly: use the LAPACK which is delivered withthe code (vasp.4.lib/lapack_double.o) 4) If the error persist although youswitched to the Davidson algorithm: on some architectures (especially SGI)some LAPACK routines are not working properly. However, it is possible toavoid the usage of the ZHEGV subroutine by commenting the line #defineUSE_ZHEEVX in davidson.F, subrot.F, and wavpre_noio.F and recompiling VASP. 关于Mixing方法的调试:针对这类错误: DAV: 13 -0.242323773333E+030.98155E+02 -0.87140E+01 48832 0.949E+01BRMIX: very serious problems the oldand the new charge density differ old charge density: 252.00012 new 252.299790.809E+01 WARNING: Sub-Space-Matrix is not hermitian in DAV 90.133520549894753 ..... 解决办法只需调整 AMIX, BMIX的值,把他们设置小一些。

Vasp出错信息及解决方法

Vasp出错信息及解决方法使用vasp的过程中难免会出现一些警告、报错信息,现在将这样的信息和一些解决办法列出来。

欢迎大家一起讨论,把解决问题的办法记录下来,让我们在一起解决问题中前行。

欢迎补充~讨论~1.warning:the distance between some ions is very small一种可能的错误是因为:在poscat中的坐标类型(Direct 或者 car)没有顶格写(也就是说开头空格),如果你是笛卡尔坐标的话,它会识别为direct坐标,从而出现这样的警告。

2.WARNING: CHECK: NIOND is too smalldyna.F中的NIOND 默认值是 256,如果体系中的原子数大于256时将出现这个警告信息。

所以解决办法就是:将 NIOND 的值改成一个大于你计算体系的原子数,然后重新编译一下。

3.ERROR: there must be 1 or 3 items on line 2 of POSCARFORTRAN STOP造成这个错误的原因是上传POSCAR文件的时候是windows的格式,传到unix 系统下造成回车符不对。

最简单的解决方法为:试着在unix下直接写一个。

或者dos2unix filename4.VASP计算出现Segmentation Fault而终止运算在makefile中 FFLAGS 后面添加-heap-arrays,例如:FFLAGS = -FR -lowercase -assume byterecl -heap-arrays5.WARNING: aliasing errors must be expected set NGX to 154 to avoid them WARNING: aliasing errors must be expected set NGY to 158 to avoid them WARNING: aliasing errors must be expected set NGZ to 126 to avoid themaliasing errors are usually negligible using standard VASP settingsand one can safely disregard these warnings当设置PREC=LOW,NORMAL时会出现这样的警告信息,当PREC=high和accurate时就没有了,或者直接将NGX,NGY,NGZ设置成警告信息中给出的数值即可。

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。

VASP中过渡态的问题

VASP中过渡态的问题SYSTEM = Al2O3# Startparameter for this Run:# NWRITE = 2 ! how much will be written to the file OUTCAR ('verbosity flag')verbosity write-flagISTART = 0 ! 0-new 1-cont 2-samecut job,/if WAVECAR exists 1 restart with constant energy cut-off'/2 restart with constant basis set': Continuation job -- read wave functions from the file WAVECAR# ISPIN = 2 ! 1-no, 2-yesINIWAV = 1 ! 0-jellium WF; 1-random numbers (recomm.)ICHARG = 2 ! ISTART = 0 2, else 0# WEIMIN = 0.001 ! for dynamic calculation IBRION >=0/for static calculation IBRION =-1dynamic:LPLANE = .TRUE.NPAR = 8# Electronic RelaxationENCUT = 350 ! Ecut (eV)PREC = High ! precission: #Low for MD/Medium for optimization/Accurate for TS and frequenceEDIFF = 1.E-05 ! stopping-criterion for electronic upd.LREAL = Auto ! .FALSE. projection done in reciprocal space/.TRUE. real space/On or O real space, projection operators re-optimized/Auto real space,fuly auto opti of projection operators no user interference requiredNELMIN = 5 ! the minimum number of electronic SC steps# NELM = 150 ! max. # of electronic SC steps# NELMDL = 10 ! # of non-consistent steps at the beggining:>0 or <0# LDIAG = .TURE. ! LDIAG = .TRUE. or .FALSE. (perform sub space rotation)ALGO = Fast# IALGO = 48 ! algorithm: use only 8 (CG) or 48 (RMM-DIIS)GGA = 91 ! xc-type: PB, PW (86), LM, 91 (Perdew-Wang 91)VOSKOWN = 1 ! it is desirable to use this interpolation for single atom or whenever the PW91 functional is applied.ISMEAR = 0 ! part. occup.:-5 Blochl,-4 tet,-3,-2,-1-fermi,0-Gauss,>0MP broadening in eV -4 tet -1-fermi 0-gaussSIGMA = 0.2 !# IWAVPR = 12 ! if IBRION=0 (MD) 2,12/if IBRION=1,2 (relaxation) 1,11/else (static calculation) 0# Ionic relaxationEDIFFG = -0.05 ! break condition for the ionic relaxation loop/Default :EDIFF*10/negative ,will stop if all forces are smaller than [EDIFFG]IBRION = 2 ! ionic relax: -1:no move; 0-MD;1-Newton;2-CG;3-damped;4-?NSW = 400 ! steps for ionic update (def:0)ISIF = 2 ! calc.stress:0-no;1-tr;2-7 yes; 3-change vol.4-change shapePOTIM = 0.3# TS flagsIMAGES = 8# NFREE = 2SPRING = -5ENERGY1 = -589.41939ENERGY2 = -590.393218# Write flagsLWAVE = .False. ! write WAVECARLCHARG = .False. ! write CHGCAR and CHGLVTOT = .False. ! write the local potential LOCPOTLELF = .False. !create ELFCAR fileLORBIT = .F. !create PROOUT# Others# APACO = 10.0 !distance for P.C.AMIX = 0.2BMIX = 0.0001AMIX_MAG = 0.8BMIX_MAG = 0.0001⽤VASP做NBE计算,主要有这⼏个参数:image=N, 初态与末态之间的image个数,SPRING=弹性恢复系数,⽤默认值-5就可以了,单位是ev/A^2,IBRION=1或3。

初学VASP的几个注意

初学VASP的几个注意初学VASP(一) what's it?VASP = Vienna Ab-initio Simulation PackageVASP is a complex package for performing ab-initio quantum-mechanical molecular dynamics (MD) simulations using pseudopotentials (如超软赝势US-PP) or the projector-augmented wave (PAW) method and a plane wave basis set.The approach implemented in VASP is based on the (finite-temperature)local-density approximation with the free energy as variational quantityand an exact evaluation of the instantaneous electronic ground state ateach MD time step.它的好处主要包括基组小适于第一行元素和过渡金属,大体系计算快(<4000价电子),适于平行计算(Unix/Linux)其他特性还包括自动对称性分析、加速收敛算法另文涉及。

一个简单的VASP作业主要涉及四个输入文件:INCAR(作业细节) POSCAR(体系坐标) POTCAR(赝势) KPONITS(k空间描述)初学VASP(二) 布里赫定理本文简单介绍点能带理论的基础知识以利于后文讨论布里赫(F.Bloch) 参考书:《固体能带理论》谢希德陆栋主编Bloch定理周期性势场的单电子薛定谔方程的非简并解和适当选择组合系数的简并解同时是平移算符T(Rl)的属于本征值exp(ik·Rl)的本征函数数学表示:T(Rl)ψn(k,r) = ψn(k,r+Rl) = exp(ik·Rl)·ψn(k,r)ψn(k,r)称为Bloch函数,用它描写的电子也称为布里赫电子推论一:晶格电子可用通过晶格周期性调幅的平面波表示。

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最近在学vasp,这篇文章是百度文库找到的,看了不错,转载一把。

另外附上vasp程序,linux中下载后无须安装即可使用.单机中可能会出现内存溢出问题,可以放机群上使用.01、第一原理计算的一些心得(1)第一性原理其实是包括基于密度泛函的从头算和基于Hartree—Fock自洽计算的从头算,前者以电子密度作为基本变量(霍亨伯格—科洪定理),通过求解Kohn—Sham方程,迭代自洽得到体系的基态电子密度,然后求体系的基态性质;后者则通过自洽求解Hartree—Fock方程,获得体系的波函数,求基态性质;评述:K—S方程的计算水平达到了H—F水平,同时还考虑了电子间的交换关联作用.(2)关于DFT中密度泛函的Functional,其实是交换关联泛函,包括LDA,GGA,杂化泛函等等一般LDA为局域密度近似,在空间某点用均匀电子气密度作为交换关联泛函的唯一变量,多数为参数化的CA—PZ 方案;GGA为广义梯度近似,不仅将电子密度作为交换关联泛函的变量,也考虑了密度的梯度为变量,包括PBE,PW,RPBE等方案,BLYP泛函也属于GGA;此外还有一些杂化泛函,B3LYP等。

(3)关于赝势在处理计算体系中原子的电子态时,有两种方法,一种是考虑所有电子,叫做全电子法,比如WIEN2K中的FLAPW 方法(线性缀加平面波);此外还有一种方法是只考虑价电子,而把芯电子和原子核构成离子实放在一起考虑,即赝势法.一般赝势法是选取一个截断半径,截断半径以内,波函数变化较平滑,和真实的不同,截断半径以外则和真实情况相同,而且赝势法得到的能量本征值和全电子法应该相同. 赝势包括模守恒和超软,模守恒较硬,一般需要较大的截断能,超软势则可以用较小的截断能即可。

另外,模守恒势的散射特性和全电子相同,因此一般红外,拉曼等光谱的计算需要用模守恒势。

赝势的测试标准应是赝势与全电子法计算结果的匹配度,而不是赝势与实验结果的匹配度,因为和实验结果的匹配可能是偶然的。

(4)关于收敛测试(a)Ecut,也就是截断能,一般情况下,总能相对于不同Ecut做计算,当Ecut增大时总能变化不明显了即可;然而,在需要考虑体系应力时,还需对应力进行收敛测试,而且应力相对于Ecut的收敛要比总能更为苛刻,也就是某个截断能下总能已经收敛了,但应力未必收敛。

(b)K—point,即K网格,一般金属需要较大的K网格,采用超晶胞时可以选用相对较小的K网格,但实际上还是要经过测试。

(5)关于磁性一般何时考虑自旋呢?举例子,例如BaTiO3中,Ba、Ti和O 分别为+2,+4和—2价,离子全部为各个轨道满壳层的结构,就不必考虑自旋了;对于BaMnO3中,由于Mn+3价时d轨道还有电子,但未满,因此需考虑Mn的自旋,至于Ba和O则不必考虑.其实设定自旋就是给定一个原子磁矩的初始值,只在刚开始计算时作为初始值使用,具体的可参照磁性物理. (6)关于几何优化包括很多种了,比如晶格常数和原子位置同时优化,只优化原子位置,只优化晶格常数,还有晶格常数和原子位置分开优化等等. 在PRL一篇文章中见到过只优化原子位置,晶格常数用实验值的例子(PRL 100, 186402 (2008));也见到过晶格常数先优化,之后固定晶格常数优化原子位置的情况;更多的情况则是Full geometry optimization。

一般情况下,也有不优化几何结构直接计算电子结构的,但是对于缺陷形成能的计算则往往要优化. (7)关于软件软件大致分为基于平面波的软件,如CASTEP、PWSCF和ABINIT等等,计算量大概和体系原子数目的三次方相关;还有基于原子轨道线性组合的软件(LCAO),比如openmx,siesta,dmol等,计算量和体系原子数目相关,一般可模拟较多原子数目的体系。

VASP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,它基于CASTEP1989版开发。

VAMP/VASP中的方法基于有限温度下的局域密度近似(用自由能作为变量)以及对每一MD步骤用有效矩阵对角方案和有效Pulay混合求解瞬时电子基态。

这些技术可以避免原始的Car-Parrinello方法存在的一切问题,而后者是基于电子、离子运动方程同时积分的方法.离子和电子的相互作用超缓Vanderbilt赝势(US-PP)或投影扩充波(PAW)方法描述。

两种技术都可以相当程度地减少过渡金属或第一行元素的每个原子所必需的平面波数量.力与张量可以用VAMP/VASP很容易地计算,用于把原子衰减到其瞬时基态中。

02、VASP程序的亮点:1. VASP使用PAW方法或超软赝势,因此基组尺寸非常小,描述体材料一般需要每原子不超过100个平面波,大多数情况下甚至每原子50个平面波就能得到可靠结果。

2。

在平面波程序中,某些部分代码的执行是三次标度。

在VASP中,三次标度部分的前因子足可忽略,导致关于体系尺寸的高效标度。

因此可以在实空间求解势的非局域贡献,并使正交化的次数最少。

当体系具有大约2000个电子能带时,三次标度部分与其它部分可比,因此VASP可用于直到4000个价电子的体系。

3. VASP使用传统的自洽场循环计算电子基态。

这一方案与数值方法组合会实现有效、稳定、快速的Kohn—Sham方程自洽求解方案.程序使用的迭代矩阵对角化方案(RMM—DISS和分块Davidson)可能是目前最快的方案。

4。

VASP包含全功能的对称性代码,可以自动确定任意构型的对称性.5。

对称性代码还用于设定Monkhorst-Pack特殊点,可以有效计算体材料和对称的团簇。

Brillouin区的积分使用模糊方法或四面体方法.四面体方法可以用Blöchl校正去掉线性四面体方法的二次误差,实现更快的k点收敛速度。

03、VASP 5.2的新功能:1. 大规模并行计算需要较少的内存。

2。

加入新的梯度校正泛函AM05和PBEsol;用标准PBE POTCAR文件提供新泛函;改善了单中心处理。

3。

离子位置和格矢中加入有限差分,从而得到二阶导,用于计算原子间力常数和声子(需要超晶胞近似),和弹性常数。

计算中自动考虑对称性。

4。

离子位置和静电场中加入线性响应,从而得到二阶导,用于计算原子间力常数和声子(需要超晶胞近似),Born有效电荷张量,静态介电张量(电子和离子贡献),内应变张量,压电张量(电子和离子贡献)。

线性响应只能用于局域和半局域泛函。

5. 精确的非局域交换和杂化泛函:Hartree—Fock方法;杂化泛函,特别是PBE0和HSE06;屏蔽交换;(实验性的)简单模型势GW-COHSEX,用于经验的屏蔽交换内核;(实验性的)杂化泛函B3LYP.6。

通过本征态求和计算含频介电张量:使用粒子无关近似,或通过GW的随机相近似。

可用于局域,半局域,杂化泛函,屏蔽交换,和Hartree-Fock。

7。

完全含频GW,速度达到等离子极点模型:单发G0W0;在G和W中迭代本征矢直至自洽;(实验性的)迭代G(也可以选W)本征矢的自洽GW;(实验性的)对相关能使用RPA近似的GW总能量;用LDA计算G和W的顶点校正(局域场效应),仅能用于非自旋极化的情况;(实验性的)W的多体顶点校正,仅能用于非自旋极化的情况。

8。

实验性的功能:用TD—HF和TD-杂化泛函求解Cassida方程(仅能用于非自旋极化的Tamm—Dancoff近似);GW顶点的Bethe-Salpeter(仅能用于非自旋极化的Tamm—Dancoff近似)。

1、VASP能够进行哪些过程的计算?怎样设置?我们平时最常用的研究方法是做单点能计算,结构优化、从头计算的分子动力学和电子结构相关性质的计算.一般我们的研究可以按照这样的过程来进行如果要研究一个体系的最优化构型问题可以首先进行结构弛豫优化,然后对优化后的结构进行性质计算或者单点能计算。

如果要研究一个体系的热力学变化过程可以首先进行分子动力学过程模拟,然后在某个温度或压强下进行性质计算或者单点能计算。

如果要研究一个体系的热力学结构变化可以首先在初始温度下进行NVT计算,然后进行分子动力学退火,然后在结束温度下进行性质计算研究。

2、什么是单点能计算(single point energy)?如何计算?跟其它软件类似,VASP具有单点能计算的功能。

也就是说,对一个给定的固定不变的结构(包括原子、分子、表面或体材料)能够计算其总能,即静态计算功能。

单点能计算需要的参数最少,最多只要在KPOINTS文件中设置一下合适的K点或者在INCAR文件中给定一个截断能ENCUT就可以了。

还有一个参数就是电子步的收敛标准的设置EDIFF,默认值为EDIFF=1E-4,一般不需要修改这个值。

具体来说要计算单点能,只要在INCAR中设置IBRION=—1也就是让离子不移动就可以了。

3、什么是结构优化(structure optimization)?如何计算?结构优化又叫结构弛豫(structure relax),是指通过对体系的坐标进行调整,使得其能量或内力达到最小的过程,与动力学退火不同,它是一种在0K下用原子间静力进行优化的方法。

可以认为结构优化后的结构是相对稳定的基态结构,能够在实验之中获得的几率要大些(当然这只是理论计算的结果,必须由实验来验证).一般要做弛豫计算,需要设置弛豫收敛标准,也就是告诉系统收敛达成的判据(convergence break condition),当系统检测到能量变化减小到一个确定值时例如EDIFFG=1E—3时视为收敛中断计算,移动离子位置尝试进行下一步计算。

EDIFFG这个值可以为负,例如EDIFFG=-0。

02,这时的收敛标准是当系统发现所有离子间作用力都小于给定的数值,如0。

02eV/A时视为收敛而中断。

弛豫计算主要有两种方式:准牛顿方法(quasi—Newton RMM—DIIS)和共轭梯度法(CG)两种。

准牛顿方法计算速度较快,适合于初始结构与平衡结构(势能面上全局最小值)比较接近的情况,而CG方法慢一些,找到全局最小的可能性也要大一些。

选择方法为IBRION=1时为准牛顿方法而IBRION=2时为CG方法。

具体来说要做弛豫计算,设置IBRION=1或者2就可以了,其它参数根据需要来设置.NSW是进行弛豫的最大步数,例如设置NSW=100,当计算在100步之内达到收敛时计算自动中断,而100步内没有达到收敛的话系统将在第100步后强制中止(平常计算步数不会超过100步,超过100步可能是计算的体系出了问题)。

参数通常可以从文献中发现,例如收敛标准EDIFFG等.有的时候我们需要一些带限制条件的弛豫计算,例如冻结部分原子、限制自旋的计算等等.冻结部分原子可以在POSCAR文件中设置selective dynamic来实现.自旋多重度限制可以在INCAR中以NUPDOWN选项来设置。

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