VASP使用总结.doc

word
word
2 / 29
word
VASP计算的理论与实践总结
一、赝势的选取
二、收敛测试
1、VASP测试截断能和K 点
2、MS测试
三、结构弛豫
四、VASP的使用流程〔计算性质〕
1、VASP的四个和K点的，先设置一个K点，然后改变截断能来计算单点能〔总能即free energy toten，也可以说是自由能〕；同样的道理，设置一个截断能然后，改变K〔K点网格〕点，计算单点能。将不同参数下获得的能量整理出来，画成曲线，当能量趋于平稳，即接近收敛时〔最小能〕，此时的结构达到了稳定状态，也就是处于基态。在能量趋于稳定状态的前提下，来看相邻两个参数对应的能量的差值，当两者之差值在误差允许的X围内〔，除非结构比拟大〕，此时对应的参数就是我们所需要的。
之所以采用计算单点能来测试，是因为单点能计算速度快，需要的参数最少，最多只要在KPOINTS文件中设置一下适宜的K点或者在INCAR文件中给定一个截断能ENCUT就可以了。而且其他参数取默认值就好了。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〔默认〕也就是让离子不移动就可以了，单点能一般NSW都是0。〔其实就选用默认值就可以〕点计算就是将所有的迟豫参数去掉，原子已经位于理想的位置。此时得到的能量为点能量。总能计算推荐使用ISMEAR=-5， 尤其是对于半导体和绝缘体。除非你的原胞非常大，K点很少，
2、MS测试
(1). 我所说的几何优化，具体到castep中为Geometry Optimization，几何优化时，castep通过微调原子坐标使能量最低，当然你可以选择是否优化晶格，但对于计算参数(主要是cut off energy and k-points)的收敛测试，主要是测试计算参数对能量计算的影响，因此不需要优化结构；(2).参数收敛测试的目的是：既能准确的计算能量，又使计算量最低。从这个目的出发，在收敛测试时，根据相关文献，
word
word
6 / 29
word
比如测试k-points，先选取一较大的cut-off，然后把k-points依次从低到高，将计算的结果与k-points最高的值进展比拟(一般认为k-points等越高，越接近于真实情况，但计算量相对也增加)，如果能量收敛了——符合收敛标准，那就认为测试完成；
三、结构弛豫
结构弛豫的判据一般有两种选择：能量和力。这两者是相关的，理想情况下，能量收敛到基态，力也应该是收敛到平衡态的。但是数值计算过程上的差异导致以二者为判据的收敛速度差异很大，力收敛速度绝大局部情况下都慢于能量收敛速度。这是因为力的计算是在能量的根底上进展的，能量对坐标的一阶导数得到力。计算量的增大和误差的传递导致力收敛慢。
【结构优化又叫结构弛豫〔structure relax〕，是指通过对体系的坐标进展调整，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下用原子间静力进展优化的方法。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展下一步计算。EDIFFG这个值可以为负，例如EDIFFG=-，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，。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〕比拟接近的情况，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
word
word
6 / 29
word
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是进展弛豫的最大步数，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，例如冻结局部原子、限制自旋的计算等等。冻结局部原子可以在