vasp流程&输入文件

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1、VASP Vienna Ab-initio Simulation Package 输入和输出文件输入和输出文件 2 学习目标学习目标 理解理解VASP的计算流程的计算流程 掌握掌握VASP各输入输出文件的意义各输入输出文件的意义 掌握掌握VASP各输入文件的创建各输入文件的创建 熟悉熟悉INCAR中各个参数的意义中各个参数的意义 熟记熟记INCAR中需要更改的参数意义中需要更改的参数意义 3 VASP结构优化计算结构优化计算流程流程 读取输入文件读取输入文件 INCAR POSCAR POTCAR KPOINTS 自洽迭代自洽迭代 通过求解薛定通过求解薛定 谔方程确定波谔方程确定波 函数函数

2、在计算过程中在计算过程中 确定体系总能确定体系总能 量量 当连续两次总当连续两次总 能差值小于能能差值小于能 量收敛精度，量收敛精度， 则完成一次自则完成一次自 洽迭代。洽迭代。 原子弛豫原子弛豫 每次每次 自洽迭代自洽迭代 结束之后输出结束之后输出 原子受力。原子受力。 当原子受力满当原子受力满 足原子力收敛足原子力收敛 精度，则结束精度，则结束 结构优化。结构优化。 Fortran语言编写语言编写 数学库文件vasp.5.lib.tar.gz 主要代码vasp.5.x.tar.gz 贋势贋势(LDA和和GGA) VASP软件包介绍软件包介绍 一些用来处理计算数据的一些用来处理计算数据的sc

3、ript和和tools 图形界面软件图形界面软件 MedeA（含建模、计算及性质预测、数据处理） 4 POTCAR :文件包含了体系中各类元素的赝势文件包含了体系中各类元素的赝势 POSCAR :文件描述了所计算的体系的晶胞参数文件描述了所计算的体系的晶胞参数 （包括基矢，晶格常数，原子类型，坐标位置）（包括基矢，晶格常数，原子类型，坐标位置） KPOINTS :k 点设置，可手动或自动产生。点设置，可手动或自动产生。 INCAR :文件控制了文件控制了VASP进行何种性质的计算进行何种性质的计算 VASP基本基本输入输入文件介绍文件介绍 5 OUTCAR :计算结果主要输出计算结果主要输出文

4、件文件 OSZICAR :每次迭代或原子迟豫每次迭代或原子迟豫(或或MD)的能量信息的能量信息 CONTCAR : 原子迟豫或原子迟豫或MD后的体系结构文件，分数坐标，用于续算后的体系结构文件，分数坐标，用于续算 CHG和和CHGCAR :电荷密度文件电荷密度文件 WAVECAR :波函数文件波函数文件 DOSCAR : 电子态密度文件电子态密度文件 EIGENVAL :各各k点本征值文件，能带数目，能量范围点本征值文件，能带数目，能量范围 XDATCAR :每次原子弛豫后的每一步轨迹文件每次原子弛豫后的每一步轨迹文件 IBZKPT :布里渊区中的布里渊区中的k点点 PCDAT :对关联函数对

5、关联函数 PROCAR和和PROOUT : 波函数投影或分解的文件波函数投影或分解的文件 LOCPOT :总的局域势总的局域势 ELFCAR :电子局域函数电子局域函数 VASP基本输出文件介绍基本输出文件介绍 6 POTCAR 在VASP最新版本中，VASP贋势库仅提供投影缀加平面波 （PAW）赝势： 按交换关联函数分： LDA和GGA-PBE 按是否处理了semi-core态： A，A_sv，A_pv和A_d（A为元素名称；s、p、d为原子轨道） 按赝势文件中ENMAX（截断能）的大小： 普通赝势A，软赝势A_s和硬赝势A_h 在具体做材料计算时在具体做材料计算时，注意赝势种类的选取注意赝

6、势种类的选取。 8 POTCAR VASP贋势文件夹中包含两个压缩文件：potpaw_LDA和potpaw_PBE。 potpaw_LDA = PAW, LDA；potpaw_PBE = PAW, GGA, PBE 操作：操作： 根据泛函及精确度选择需要的贋势文件； cat file1 file2 file3 POTCAR，将所有贋势文件合并成一个文件 POTCAR。 注意：注意： 赝势的种类要一致 赝势使用的泛函要与INCAR中选择的泛函一致（PBE的泛函要选择 PBE的赝势） 9 POSCAR POSCAR文件示例文件示例一一： Pd（Fm-3m） ！任意文字注释任意文字注释（一般为体系名

7、称一般为体系名称） 1.0 ！晶胞缩放系数晶胞缩放系数 0.00 1.9335 1.9335 ！晶格矢量晶格矢量 1.9335 0.00 1.9335 1.9335 1.9335 0.00 Pd ！原子种类原子种类 1 ！原子个数原子个数 Selective dynamics ！是否要固定部分原子的坐标是否要固定部分原子的坐标 Direct ！输入坐标的输入坐标的格式格式 （direct模式模式，Carteisan） 0.00 0.00 0.00 （T T T ） ！原子的位置原子的位置，T为不固定为不固定，F为固定为固定 http:/www.cryst.ehu.es/cgi-bin/crys

8、t/programs/nph-wp-list 10 Pd（P1） 1 3.867 0.00 0.00 0.00 3.867 0.00 0.00 0.00 3.867 4 Direct ！分数坐标分数坐标 0.00 0.00 0.00 0.00 0.50 0.50 0.50 0.00 0.50 0.50 0.50 0.00 POSCAR POSCAR文件示例文件示例二二： 11 Pd（P1） 1 3.867 0.00 0.00 0.00 3.867 0.00 0.00 0.00 3.867 4 C ！绝对坐标绝对坐标 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 1.9335 1.93

9、35 1.9335 0.0000 1.9335 1.9335 1.9335 0.0000 POSCAR POSCAR文件示例文件示例三三： 12 POSCAR 提示：提示： a)a) 输入坐标的格式（第八行）共有两种：输入坐标的格式（第八行）共有两种： DirectorD or d for direct mode Cartesian or C or c or K or k for cartesian mode b)b) 各元素原子坐标的排列顺序必须与各元素原子坐标的排列顺序必须与POSCARPOSCAR中第中第6 6行的原子种类的顺序行的原子种类的顺序 及及POTCARPOTCAR中的贋势顺序

10、一致。中的贋势顺序一致。 c)c) 若需要固定部分原子，则可以在原子位置后边添加对若需要固定部分原子，则可以在原子位置后边添加对x x、y y、z z三个方三个方 向是否固定的判断参数（向是否固定的判断参数（T T为不固定，为不固定，F F为固定）为固定） 13 KPOINTS 常见格式一（自动生成常见格式一（自动生成k 点）：点）： Auto mesh 标题或注释行，无特别意义标题或注释行，无特别意义 0 0表示自动产生表示自动产生k点点 G （M） 以字母以字母G开头表示按开头表示按M-P方法以方法以点为中心自动产生点为中心自动产生k点点 9 9 9 沿沿各个基失方向上分割各基各个基失方向

11、上分割各基失失（K点网格）点网格）的点数的点数 0 0 0 对所按网格分割产生的对所按网格分割产生的k点进行平移的量（这里不平移）点进行平移的量（这里不平移） 14 常见格式常见格式 二：二： 按按Line模式模式手动输入各个高对称手动输入各个高对称k点（计算能带）点（计算能带） high symmetry lines 标题或注释行，无特别意义标题或注释行，无特别意义 10 每对高对称点之间产生每对高对称点之间产生10个个k点点 Line-mode 以字母以字母L开头表示按开头表示按line模式产生模式产生k点点 Rec 以字母以字母R开头表示开头表示k点按倒格子坐标系点按倒格子坐标系 0.0

12、0 0.00 0.00 ! gamma 每个对称点的每个对称点的 “x y z” 坐标坐标 0.50 0.50 0.00 ! X 0.50 0.50 0.00 ! X 0.50 0.75 0.25 ! W 0.50 0.75 0.25 ! W 0.00 0.00 0.00 ! gamma KPOINTS 共三对高对称点，沿着共三对高对称点，沿着Gamma X W Gamma计算能带，每对高对称点之间产计算能带，每对高对称点之间产 生生10个个k点点 1）如果是如果是以笛卡尔以笛卡尔坐标系坐标系（绝对坐标）（绝对坐标）来来写写k点坐标，则第点坐标，则第4行以字母行以字母C开头开头 2）高高对称点

13、对称点K 由空间群来确定由空间群来确定 15 提示：提示： 1.对六角晶系的结构，强烈推荐采用以为中心按M-P网格产生k点 2. K点网格大小k1, k2, k3按晶格参数a, b, c的长度进行合适选取 即：尽量保证 k1*a k2*b k3*c。 3.一般选取N1, N2和N3为奇数，以便产生的k点包含点，（自动产生K 点的模式） 4.一般来说，k 点越密越多，计算精度也越高，计算成本也越高。 对于 k 点的需求，金属半导体，绝缘体，不过呢，很多时候主要 还是受硬件限制，简约化可以使k点的数目大大下降。 5. 一般对于大体系，K点的设置 取Gamma 点即可（a, b, c均大于10） K

14、POINTS 16 INCAR VASP的的INCAR文件文件 1. 初始参数 2. 电子的优化 3. 原子弛豫（结构优化；分子动力学） 4. 态密度积分和参数 5. 其他 17 INCAR 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： （1）对所计算的体系进行注释：SYSTEM （2）定义如何输入或构造初始的电荷密度和波函数： INIWAV，ICHARG， ISTART， （3）SCF（自洽迭代）过程控制参数： （3.1）平面波截断能和缀加电荷时的切断值：ENCUT，ENAUG （3.2）电子部分优化的方法：ALGO，IALGO，LDIAG （3.3）电荷密度混合的方法：IMIX，AMIX，AMIN，BMIX，AMIX_MAG， BMIX_MAG，WC，INIMIX，MIXPRE，MAXMIX （3.4）自洽迭代步数和收敛标准：NELM，NELMIN，EDIFF （3.5）smearing方法和参数：ISMEAR，SIGMA （3.6）计算电子局域函数和总的局域势：LELF，LVTOT 18 INCAR （4）态密度控制参数