天天看点

VASP程序软件包的主要输入文件有INCAR(计算控制参数文件)POSCAR决定体系结构的文件,设定原子位置时有分数坐标

作者:泰戈尔笔记

VASP程序软件包的主要输入文件有INCAR(计算控制参数文件)POSCAR 决定体系结构的文件,设定原子位置时有分数坐标和卡迪尔坐标两种坐标形式,还要合理设置体系的晶格常数以及包含的元素种类)、KPOINTS(k点取样设置 文件)、和POTCAR(赝势文件)。

主要输出文件有OUTCAR(最主要的输出文件,包括各个原子的受力信息、磁矩、体系的能量、电子数以及CPU计算时间等信息)、DOSCAR(电子态密度文件)、EIGENVAL(本征值文件)、OSZICAR (每次迭代或原子驰豫的信息)、WAVECAR(波函数文件)、CHG和CHGCAR (电荷密度文件)。

在使用VASP进行计算之前,首先要准备与体系相应的四个输入文件和脚本文件。计算结束之后从输出文件中读取相关信息。结构优化是通过原子驰豫和电子迭代两个过程对体系的原子坐标和电子分布进行调整计算,直到得到一个相对稳定的基态结构(符合受力收敛标准 EDIFFG或能量标准EDIFF)。

每一步的计算都要先进性原子驰豫也就是改变原子坐标(步长由POTIM参数控制),原子坐标确定后,进行电子迭代,若符合收敛标准则自动停止计算,若不能达到收敛标准则达到最大电子迭代步数(由 NELM控制)时,迭代结束,进行下一次原子驰豫,重复原子驰豫加电子迭代过程,直到符合收敛标准或是达到最大原子驰豫步数(由NSW控制)。

原子弛豫的方式由参数IBRION控制,当其取值为1时采用准牛顿方法 (quasi-Newton RMM-DIIS),适合于初始结构比较合理的情况,这种方法可以较快地使结构的能量达到势能面上全局最小值,也就是获得平衡结构,相当于细调。

初始结构越合理、精度范围内k 点密度越低、不考虑自旋、高斯展宽(SIGMA)越小,电子迭代自洽收敛的速 度越快。弛豫方法的选择(IBRION)、弛豫步长的设置(POTIM)和收敛标准的严格程度(EDIFFG)会影响离子弛豫的收敛速度。

一般来说,初始结构的设置会与真实情况的偏差较大,为了快速调整结构,找到全局最低点,开始时采用粗糙的优化方法,用比较大的步长(如POTIM=0.3)、降低受力收敛标准(EDIFFG= -0.2)、较低的能量精度(EDIFF=0.001),较小的优化步数(NSW=50),降低K 点密度,不考虑自旋(ISPIN)的影响等,其它参数可以默认。

当模拟结构接近合理结构之后逐步进入细致的优化,逐渐严格受力收敛标准和能量收敛标准,减小步长,增加优化步数,增大k点密度,采用准牛顿方法等,接近合理构型时还可以加入自旋,范德华修正(IVDW)等。

静态自洽计算是在结构优化的基础上,用较稳定体系的晶格结构信息将原子位置固定,只进行电子自洽计算,完整地计算出体系基态下费米能级、电子的波 函数、电荷密度等信息,可以直接分析原子间的成键形式,也可以在非自洽之后 进一步分析体系的电子结构和相关性质。

非自洽计算是在自洽基础上重新生成k点等参数,生成k点的方式有三种,计算能带时用line模式和syml模式,其他的计算都可以自动生成k点。在求解态密度DOS时,需要进行非自洽迭代计算,根据具体体系和环境的要求设置不 同的能量初始值、势函数或电子密度的初始值。除此之外,能带或者光学性质的计算也需要进行静态非自洽。

参考文献:

1.Wen B, Zhang L, Wang D, et al. The distribution of excess carriers and their effects on water dissociation on rutile (110) surface[J]. Computational Materials Science, 2017, 136: 150-156.

2.Yang J, Ma J J, Ma S H, et al. Theoretical study of direct versus oxygen-assisted water dissociation on Co(0 0 0 1) surface[J]. Chemical Physics Letters, 2017, 681: 29-35.

3.Ma F F, Ma S H, Jiao Z Y, et al. Adsorption and decomposition of H 2 O on cobalt surfaces: A DFT study[J]. Applied Surface Science, 2016, 384: 10-17.

VASP程序软件包的主要输入文件有INCAR(计算控制参数文件)POSCAR决定体系结构的文件,设定原子位置时有分数坐标
VASP程序软件包的主要输入文件有INCAR(计算控制参数文件)POSCAR决定体系结构的文件,设定原子位置时有分数坐标
VASP程序软件包的主要输入文件有INCAR(计算控制参数文件)POSCAR决定体系结构的文件,设定原子位置时有分数坐标

继续阅读