缺省vasp参数设置详解 (2)

VAS P参数设置详解

计算材料2010-11-3020:11 :32阅读197评论0字号大中小订阅

转自小木虫略有增减

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

 对所计算的体系进行注释 SYSTEM

'

 定义如何输入或构造初始的电荷密度和波函数 ISTART ICHARG INIWAV 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MA

XMIX

– 自洽迭代步数和收敛标准NELMNELMINNELMDLED IFF

 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PSTRES S

– 离子弛豫收敛标准ED IFFG

 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

 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WAVECAR文件。取值 0~2 缺省0/1 for无/有前次计算的WAVECAR波函数

0 begin 'from scratch' 根据INIWAV初始化波函数

1  restart with constant energy cut-off 从WAVECAR读取波函数重定义平面波集

2  restart with constant basis set 从WAVECAR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 s lab 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 VASP.4.X MediumVASP.5.X

VASP4.5+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no rma l 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/Med i um/No rma l 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Aor Auto。

On和.TRUE.的差别在于是否使用King-Smi th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, INIWAV=1,and IALGO=8  -5  i f ISTART=0, INIWAV=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 INIWAV=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ED IFF=0NELM步电子自洽循环也会执行。 EDIFFG指定离子弛豫循环的中断条件用于控制核运动的收敛精度。取值实数缺省值 10*ED IFF

EDIFFG>0在两个离子步的总自由能之差小于EDIFFG时停止

EDIFFG<0在所有的力都小于EDIFFG时停止。

EDIFFG=0在NSW步弛豫后停止

此参数不支持MD仅用于弛豫。

 NSW给出最大离子步数。取值整数缺省值 0。

'

 NBLOCKKBLOCK取值整数缺省值NBLOCK= 1 KBLOCK=NSW

在NBLOCK离子步后对成对相关函数和DOS进行计算并且把离子配置写入XDATCAR文件。

在KBLOCK*NBLOCK步主循环后平均的成对相关函数和DOS被写入PCDAT和DOSCAR文件。

 IBRION决定离子怎样更新和运动。取值 - 1~3  5~8  - 1-无更新 0-MD 1-RMM-DIIS  2-共轭梯度算法 3-Damped MD 5,6 有限差分 7,8 密度函数扰动理论 缺省值 if NSW=0/1  - 1  else 0

这个参数是和IS IF, IALGO/ALGO一起决定怎么算的最重要的参数。

1~3是三种弛豫的方法根据ISIF决定是否固定离子位置、 晶胞大小和形状在INCAR中必须设置参数POTIM。

0是标准的ab-initio MD不受ISIF影响即不改变晶胞大小和形状。

5~8支持Hessian Matrix和phonon frequency的计算以及部分固定的MD。 POTIM IBRION=0时给出MD每步步长 f s   IBRION=1~3时给出最小化的度量常量。取值实数缺省值 IBRION=0无缺省必须指定 IBRION=1,2,3 0.5 ISIF决定是否计算应力张量以及弛豫中晶胞变化的自由度。取值 0~6 缺省值if IBRION=0(MD) 0 else 2

ISIF│calculate│ calculate │ relax│ change │change

│ force │ stress tensor │ ions │ cell shape│cellvolume

----┼-------┼-----------┼------┼---------┼---------

'

0│ yes │ no │ yes │ no │ no1 │ yes │ trace only │ yes │ no │ no2 │ yes │ yes │ yes │ no │ no3 │ yes │ yes │ yes │ yes │ yes4 │ yes │ yes │ yes │ yes │ no5 │ yes │ yes │ no │ yes │ no6 │ yes │ yes │ no │ yes │ yes7 │ yes │ yes │ no │ no │ yestrace only means that only the total pressure is correct

 IWAVPR决定波函数和/或电荷密度怎样从一个离子配置向下一个离子配置进行推测。取值 0~3  10~13 0-无推测 1 ,11-用原子电荷密度进行简单推测 2,12-二阶推测 3,13-混合前两种方法 缺省值 i f IBRION=0(MD),1 ,2(relaxation)2 else(静态计算) 0

推测结果保存在外部文件TMPCAR中取值+10则全部使用内存不保存此文件。

 ISYM决定是否使用对称性。取值 - 1~3  - 1 ,0-不使用 1,2,3-使用 缺省值if使用US-PP 1  if使用PAW2

ISYM=2使用一种效率更高也更节省内存的电荷密度对称性 ISYM=3时仅考虑力和应力张量的对称性而电荷密度是非对称的。

'