VASP软件介绍幻灯片

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1、1,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,2,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)方法进行从头模拟的软件包。 是目前材料模拟和计算材料科学研究中非常流行的商用软件之一。,3,基本任务,crystal structure 晶体结构基本性质计算 Electronic Structure Magnetic properties Optimize parameters Structural

2、relaxation basic characters of surface system 表面体系的基本性质的计算 .,4,POTCAR KPOINTS POSCAR INCAR,输入文件,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）,5,INCAR输入文件：设置程序控制参数的值,System 、ISTART、ENCUT、NELM、EDIFF 、EDIFFG、 GGA

3、、 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,经验推荐自己手动设置ENCUT, SYSTEM, ISTART, ICHARG, ISMEAR, EDIFF, PREC等的值。,6,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 0.5 0.0 0.5 0.5 0.5 0.0 1 1 Direct 0.00 0.00 0.00 0.25 0.25 0.25,设置体系的名称 晶格常数或缩放系数 原胞(或晶胞)的基矢 每类原子的个数

4、 确定按何种坐标来写原子位置 第一个坐标 第二个坐标,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,TiO2_anatase.cell 隐藏文件,19,20,命名为TiO2,缩放倍数为1,基矢,体系中有8个氧原子，4和钛原子,各个原子的坐标,21,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 0.00

5、0 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),KPOINTS输入文件: 控制K点的选取方式,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 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）,22,POTCAR输入文件: 赝势文件,Si 的一种势函数的部分内容 US

6、 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 ma

7、ss 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 ,23,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

8、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,24,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

9、件EIGENVAL、DOSCAR中提取数据,画图 。,25,(1). 生成4个输入文件: POSCAR POTCAR KPOINTS INCAR,TiO2 1.00000000000000 3.776000000000000 0.000000000000000 0.000000000000000 0.000000000000000 3.776000000000000 0.000000000000000 0.000000000000000 0.000000000000000 9.486000000000001 8 4 Direct 0.0000000000000000 0.00000000000

10、00000 0.2080000000000000 0.5000000000000000 0.5000000000000000 0.7080000000000000 0.0000000000000000 0.5000000000000000 0.4580000000000000 0.5000000000000000 0.0000000000000000 0.9580000000000000 0.5000000000000000 0.0000000000000000 0.5420000000000000 0.0000000000000000 0.5000000000000000 0.0420000

11、000000000 0.5000000000000000 0.5000000000000000 0.2920000000000000 0.0000000000000000 0.0000000000000000 -0.2080000000000000 0.0000000000000000 0.0000000000000000 0.0000000000000000 0.5000000000000000 0.5000000000000000 0.5000000000000000 0.0000000000000000 0.5000000000000000 0.2500000000000000 0.50

12、00000000000000 0.0000000000000000 0.7500000000000000,26,(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。,27,（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。,28,(4). 静态计算之后，进行能带计算,SYSTEM = TiO2 PREC = Accurate NSW = 0 ENCUT = 400 ISTART = 1 ICHARG = 11 # IBRION = -1 # ISMEAR = -5 # ISIF = 3 IALGO = 48 NELMDL = -5 ISPIN = 2

13、 NELMDL = -5,k-points along high symmetry lines 5 2 5 2 6 2 6 Line-mode rec 0.000 0.000 0.000 ! gamma 0.000 0.500 0.000 ! X 0.000 0.500 0.000 ! X 0.000 0.500 0.500 ! R 0.000 0.500 0.500 ! R 0.000 0.000 0.500 ! Z 0.000 0.000 0.500 ! Z 0.000 0.000 0.000 ! gamma 0.000 0.000 0.000 ! gamma 0.500 0.500 0.

14、000 ! M 0.500 0.500 0.000 ! M 0.500 0.500 0.500 ! A 0.500 0.500 0.500 ! A 0.000 0.000 0.500 ! Z,VASP提供的 各种POTCAR,29,运行VASP,从输出文件EIGENVAL中提出数据作图,计算得到的能带图,30,(4). 静态计算之后，同时进行态密度计算,SYSTEM = TiO2 PREC = Accurate NSW = 0 ENCUT = 400 ISTART = 1 ICHARG = 11 #IBRION = -1 ISMEAR = 0 SIGMA = 0.1 # ISIF = 2 IA

15、LGO = 48 NPAR=1 LORBIT = 10 NELMDL = -5,K-Points 0 Monkhorst Pack 8 8 8 0 0 0,VASP提供的 各种POTCAR,31,运行VASP,从输出文件DOSCAR中提出数据作出总态密度和分态密度图,32,WinSCP和putty软件操作说明,33,WinSCP,SCP 是安全 copy 协议的意思。 Safety copy protocol winSCP是一个实现了这个协议的windows exe程序。就像FlashFXP 和FTP的关系一样。 将软件拷贝在自己电脑上，无须安装， 直接双击图示的快捷方式即可,34,! 用户名

16、：class 密 码：vasp2011,写好上面标注的内容后点login进入,打开后的界面,35,分别双击进入自己姓名对应的文件夹里,36,1）以”01gaoxiao”为例，进入之后的界面如图；加深标记的INCAR、KPOINTS、POSCAR是需要自己写的三个输入文件； 2）双击即可打开文件进行写入。 3）写完3个输入文件保存即可。,37,前面的部分是输入文件的书写过程，写好输入文件之后需要使用putty软件提交任务，下面主要讲解如何提交任务和几个常用的命令。,38,Putty 远程登录工具,Putty是一个免费的、Windows 32平台下的telnet、rlogin和ssh客户端，但是功能丝毫不逊色于商业的telnet类工具。用它来远程管理Linux十分好用。 其主要优点如下： 完全免费; 在Windows 9x/NT/2000下运行的都非常好; 全面支持ssh1和ssh2； 绿色软件，无需安装，下载后在桌面建个快捷方式即可使用； 体积