（计算前的）验证
一、检验赝势的好坏：
（一）方法：对单个原子进行计算；
（二）要求：1、对称性和自旋极化均采用默认值；
2、ENCUT要足够大；
3、原胞的大小要足够大，一般设置为15 ?足矣，对某些元素还可以取得
更小一些。
（三）以计算单个Fe原子为例：
1、INCAR文件：
SYSTEM = Fe atom
ENCUT = 450.00 eV
NELMDL = 5 ! make five delays till charge mixing，详细意义见注释一
ISMEAR = 0
SIGMA=0.1
2、POSCAR文件：
atom
15.00
1.00 0.00 0.00
0.00 1.00 0.00
0.00 0.00 1.00
1
Direct
0 0 0
3、KPOINTS文件：（详细解释见注释二。）
Automatic
Gamma
1 1 1
0 0 0
4、POTCAR文件：（略）
注释一：关键词“NELMDL”:
A）此关键词的用途：指定计算开始时电子非自洽迭代的步数（即
NELMDL gives the number of non-selfconsistent steps at the beginning），
目的是make calculations faster。“非自洽”指的是保持charge density 不变，由于Charge density is used to set up the Hamiltonian, 所以“非自洽”也指保持初始的哈密顿量不变。
B）默认值（default value）:
NELMDL = -5 (当ISTART=0, INIWA V=1, and IALGO=8时)
NELMDL = -12 (当ISTART=0, INIWA V=1, and IALGO=48时)
NELMDL = 0 (其他情况下)
NELMDL might be positive or negative.
A positive number means that a delay is applied after each ionic
movement -- in general not a convenient option. （在每次核运动之后）
A negative value results in a delay only for the start-configuration. （只在
第一步核运动之前）
C）关键词“NELMDL”为什么可以减少计算所需的时间？
Charge density is used to set up the Hamiltonian, then the wavefunctions are optimized iteratively so that they get closer to the exact wavefunctions of this Hamiltonian. From the optimized wavefunctions a new charge density is calculated, which is then mixed with the old input-charge density. A brief flowchart is given below.（参自Manual P105页）
一般情况下，the initial guessed wavefunctions是比较离谱的，在前NELMDL次非自洽迭代过程中保持charge density不变、保持初始的哈密顿量不变，只对wavefunctions进行优化，在得到一个与the exact
wavefunctions of initial Hamiltonian较为接近的wavefunctions后，再开
始同时优化charge density。这样一来，计算时间要比一开始就同时优
化charge density 和wavefunctions短得多。
注释二：为什么这里只需要一个k点？
For atoms and molecules, the Bloch theorem does not apply, hence there is no need to use more than one single k-point. When more k-points are used,
only the interaction between the atoms (which should be zero) is described
more accurately.
（三）计算任务执行方法：
输入：vasp
（四）赝势好的判断标准：计算得到的OUTCAR文件中的“energy without entropy”能
量值在-0.001～-0.01 eV之间。
二、筛选合适的ENCUT大小：
（一）输入文件：
1、用脚本程序optencut.sh代替INCAR文件：
rm WAVECAR
for i in 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600
do
cat > INCAR <
SYSTEM = bcc Fe
ENCUT = $i
ISTART = 0 ; ICHARG = 2
ISMEAR = -5
PREC = Accurate
!
echo "ENCUT = $i eV"; time vasp
E=$(grep "TOTEN" OUTCAR | tail -1| awk '{printf "%12.6f \n", $5}')
echo $i $E >> comment
done
2、POSCAR文件：
bcc Fe
2.866
1.00 0.00 0.00
0.00 1.00 0.00
0.00 0.00 1.00
2
Direct
0 0 0
0.5 0.5 0.5
3、KPOINTS文件：
Automatic generation
Monkhorst-Pack
9 9 9
0.0 0.0 0.0
4、POTCAR文件：（略）
（二）计算任务执行方法：
输入：dos2unix optencut.sh
bash optencut.sh
（三）判别标准：计算完成后得到comment文件，它列出了在每个ENCUT时计算得到的
相应的总能，只要总能变化在0.001 eV左右就足够了。
三、选择合适的k点数目：
（一）输入文件：
1、INCAR文件：
SYSTEM = bcc Fe
ENCUT = 450.00 eV
ISTART = 0 ; ICHARG = 2
ISMEAR = -5
PREC = Accurate
2、POSCAR文件：
bcc Fe
2.866
1.00 0.00 0.00
0.00 1.00 0.00
0.00 0.00 1.00
2
Direct
0 0 0
0.5 0.5 0.5
3、用脚本程序optkpoints.sh代替KPOINTS文件：
rm WAVECAR
for i in 5 7 9 11 13 15
do
cat > KPOINTS <
Automatic generation
Monkhorst-pack
$i $i $i
0.0 0.0 0.0
!
echo " k mesh = $i x $i x $i"; time vasp
E=$(grep "TOTEN" OUTCAR | tail -1| awk '{printf "%12.6f \n", $5}')
KP=$(grep "irreducible" OUTCAR | tail -1| awk '{printf "%5i \n", $2}')
echo $i $KP $E >> comment
done
4、POTCAR文件：（略）
（二）计算任务执行方法：
输入：dos2unix optkpoints.sh
bash optkpoints.sh
（三）判别标准：计算完成后得到comment文件，它列出了在k点数目与总能的对应值，只要总能变化在0.001 eV左右就非常足够了。
四、优化选择合适的SIGMA值（展宽σ值）：
（一）为什么要优化SIGMA值？
若展宽σ太小，则计算难以收敛；若展宽σ太大，则会产生多余的熵(entropy)，因此必须选择合适的σ值。(Too large smearing-parameters might result in a wrong total
energy, small smearing parameters require a large k-point mesh.)
（二）ISMEAR和SIGMA：
1、ISMEAR和SIGMA这两个关键词要联合起来使用，前者用来指定smearing的方
法，后者用来指定smearing的展宽——σ值。
2、ISMEAR和SIGMA的默认值分别为1和0.2。
3、ISMEAR可能的取值为-5，-4，-3，-2，-1，0，N (N表示正整数)：
ISMEAR＝-5，表示采用Blochl修正的四面体方法；
ISMEAR＝-4，表示采用四面体方法，但是没有Blochl修正；
ISMEAR＝-1，表示采用Fermi-Dirac smearing方法；
ISMEAR＝0，表示采用Gaussian smearing方法；
ISMEAR＝N，表示采用Methfessel-Paxton smearing方法，其中N是表示此方法中
的阶数，一般情况下N取1或2, 但是
In most cases and
leads to very similar results。
4、σ值一般在0.1～0.3 eV范围内。
5、ISMEAR取值的一些经验：
（1）一般说来，无论是对何种体系，进行何种性质的计算，采用ISMEAR＝0并
选择一个合适的SIGMA值，都能得到合理的结果。
（2）在进行静态计算（能量单点计算, no relaxation in metals）或态密度计算且k点
数目大于4时，取ISMEAR＝-5。
（3）当原胞较大而k点数目较小（小于4个）时，取ISMEAR＝0，并选择一个
合适的SIGMA值。(if the cell is too large (or if you use only a single or two k-points) use
ISMEAR=0 in combination with a small SIGMA=0.05)
（4）对半导体或绝缘体，不论是静态还是结构优化计算，都取ISMEAR＝-5。(Mind:
Avoid to use ISMEAR>0 for semiconductors and insulators, since it might cause problems. For
insulators use ISMEAR=0 or ISMEAR=-5.)
（5）对金属体系(for relaxations in metals)，取ISMEAR＝1或2，并选择一个合适的
SIGMA值。
（三）当采用ISMEAR＝0或N时，如何优化选择合适的SIGMA值？
（以bcc Fe为例）
1、用脚本程序optsigma.sh代替INCAR文件：
rm WAVECAR
for i in 0.10 0.12 0.14 0.16 0.18 0.20 0.22 0.24 0.26 0.28 0.30
do
cat > INCAR <
SYSTEM = bcc Fe
ENCUT = 450
GGA = 91
ISTART = 0 ; ICHARG = 2
ISMEAR = 0 ; SIGMA = $i
PREC = Accurate
!
echo " SIGMA = $i eV "; time vasp
TS=$(grep "EENTRO" OUTCAR | tail -1 | awk '{printf "%12.6f \n", $5}')
echo $i $TS >> comment
done
2、POSCAR文件：
bcc Fe
2.866
1.00 0.00 0.00
0.00 1.00 0.00
0.00 0.00 1.00
2
Direct
0 0 0
0.5 0.5 0.5
3、KPOINTS文件：
Automatic generation
Monkhorst-Pack
9 9 9
0.0 0.0 0.0
4、POTCAR文件：（略）
（四）计算任务执行方法：
输入：dos2unix optsigma.sh
bash optsigma.sh
（五）判断标准：熵(entropy)越小越好，选择entropy T*S EENTRO值中最小的那个所对应的SIGMA。( SIGMA should be as large as possible keeping the difference between the free energy and the total energy (i.e. the term 'entropy T*S') in the OUTCAR file negligible (1 meV/atom).)
（五）注意：
1、当k点的数目发生变化后，要重新优化选择SIGMA值。
VASP参数设置详解 计算材料2010-11-30 20:11:32 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，MAXMIX –自洽迭代步数和收敛标准：NELM，NELMIN，NELMDL，EDIFF ●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，PSTRESS –离子弛豫收敛标准：EDIFFG ●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
限于能力，只对部分最基本的一些参数(>,没有这个标志的参数都是可以不出现的) 详细说明，在这里只是简单介绍这些参数的设置，详细的问题在后文具体示例中展开。 部分可能会干扰VASP运行的参数在这里被刻意隐去了，需要的同学还是请查看VASP自带的帮助文档原文。 参数列表如下： >SYSTEM name of System 任务的名字*** >NWRITE verbosity write-flag (how much is written) 输出内容详细程度0-3 缺省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) 据说也可以结合shell的tail或grep命令手动输出 >ISTART startjob: restart选项0-3 缺省0/1 for 无/有前次计算的WAVECAR(波函数) 1 'restart with constant energy cut-off' 2 'restart with constant basis set' 3 'full restart including wave function and charge prediction' ICHARG charge: 1-file 2-atom 10-const Default:if ISTART=0 2 else 0 ISPIN spin polarized calculation (2-yes 1-no) default 2 MAGMOM initial mag moment / atom Default NIONS*1 INIWAV initial electr wf. : 0-lowe 1-rand Default 1 only used for start jobs (ISTART=0) IDIPOL calculate monopole/dipole and quadrupole corrections 1-3 只计算第一/二/三晶矢方向适于slab的计算 4 全部计算尤其适于就算孤立分子 >PREC precession: medium, high or low(VASP.4.5+ also: normal, accurate) Default: Medium 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normal，作为日常计算选项，可惜的是说明文档提供的信息不足。 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是同样效果的，这里不展开了，随后详释
V A S P-I N C A R参数设置-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
1. 结构优化 (Opt) SYSTEM = opt ISTART = 0 INIWAV = 1 ICHARG = 2 ISPIN = 2 LREAL = Auto ENCUT = 400 PREC = high NSW= 600 NELM = 60 IBRION = 2 ISIF = 2 POTIM = 0.1 ALGO= Fast LVDW = .TRUE. EDIFF = 1E-5 EDIFFG = 1E-4 or -0.05 # 体系需计算TS时，全部结构优化EDIFFG均设置为-0.05 ISMEAR = 0 SIGMA = 0.2 LCHARG = .FALSE. LWAVE = .FALSE.
2. 过渡态搜索 (TS): 计算时先进行低精度计算，再进行高精度计算 SYSTEM= TS ISTART = 0 INIWAV = 1 ICHARG = 2 ISPIN = 2 LREAL = Auto ENCUT = 400 PREC = high NSW = 600 NELMIN = 6 IBRION = 3 or 1 # 过渡态计算低精度为3，高精度为1 ISIF = 2 POTIM = 0.01 ALGO = Fast LVDW = .TRUE. EDIFF = 1E-5 EDIFFG = -1 or -0.05 # 过渡态计算低精度为-1，高精度为-0.05 ISMEAR = 0 SIGMA = 0.05 LCHARG= .FALSE. LWAVE= .FALSE. IMAGES=8 # TS专属设置 SPRING=-5 # TS专属设置 LCLIMB=.TRUE. # TS专属设置
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： l 对所计算的体系进行注释：SYSTEM l 定义如何输入或构造初始的电荷密度和波函数：ISTART，ICHARG，INIWA V l 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，MAXMIX –自洽迭代步数和收敛标准：NELM，NELMIN，NELMDL，EDIFF l 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，PSTRESS –离子弛豫收敛标准：EDIFFG l 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 l 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
初学VASP中电子态密度计算基本设置参考主要分成三步：一、结构优化；二、静态自洽计算；三、非自洽计算以Al－FCC为例子 第一步结构优化 输入文件（INCAR, POTCAR, POSCAR, KPOINT） INCAR文件 System=Al ISTART=0 ISMEAR=1 SIGMA=0.2 ISPIN=2 GGA=91; VOSKOWN=1; EDIFF=0.1E-05; EDIFFG=-0.01 IBRION=2 NSW=50 ISIF=2 (OR 3) NPAR=10 POTCAR 文件直接在势库中拷贝 POSCAR文件 Al 4.05 1.0 0.0 0.0 0.0 1.0 0.0
0.0 0.0 1.0 4 Direct 0.0 0.0 0.0 0.5 0.5 0.0 0.5 0.0 0.5 0.0 0.5 0.5 KPOINT 文件 Automatic generation Mohkorst Pack 15 15 15 0.0 0.0 0.0 第二步静态自洽计算 INCAR：PREC = Medium，ISTART = 0，ICHARG = 2，ISMEAR = -5输入文件（INCAR, POTCAR, POSCAR, KPOINT） INCAR文件 System=Al ISTART=0 ISMEAR=1 SIGMA=0.2 ISPIN=2
GGA=91; VOSKOWN=1; EDIFF=0.1E-05; EDIFFG=-0.01 #IBRION=2 #NSW=50 #ISIF=2 (OR 3) NPAR=10 POTCAR 文件直接在势库中拷贝 POSCAR文件 Al 4.05 1.0 0.0 0.0 0.0 1.0 0.0 0.0 0.0 1.0 4 Selective Dynamic Direct 0.0 0.0 0.0 T T T 0.5 0.5 0.0 T T T 0.5 0.0 0.5 T T T 0.0 0.5 0.5 T T T KPOINT 文件 Automatic generation
VASP 计算的过程遇到的问题 01、第一原理计算的一些心得 （1）第一性原理其实是包括基于密度泛函的从头算和基于Hartree-Fock自洽计算的从头算，前者以电子密度作为基本变量（霍亨伯格-科洪定理），通过求解Kohn-Sham方程，迭代自洽得到体系的基态电子密度，然后求体系的基态性质；后者则通过自洽求解Hartree-Fock方程，获得体系的波函数，求基态性质； 评述：K-S方程的计算水平达到了H-F水平，同时还考虑了电子间的交换关联作用。 （2）关于DFT中密度泛函的Functional，其实是交换关联泛函 包括LDA，GGA，杂化泛函等等 一般LDA为局域密度近似，在空间某点用均匀电子气密度作为交换关联泛函的唯一变量，多数为参数化的CA-PZ方案； GGA为广义梯度近似，不仅将电子密度作为交换关联泛函的变量，也考虑了密度的梯度为变量，包括PBE,PW,RPBE等方案，BL YP泛函也属于GGA； 此外还有一些杂化泛函，B3L YP等。 （3）关于赝势 在处理计算体系中原子的电子态时，有两种方法，一种是考虑所有电子，叫做全电子法，比如WIEN2K中的FLAPW方法(线性缀加平面波)；此外还有一种方法是只考虑价电子，而把芯电子和原子核构成离子实放在一起考虑，即赝势法，一般赝势法是选取一个截断半径，截断半径以内，波函数变化较平滑，和真实的不同，截断半径以外则和真实情况相同，而且赝势法得到的能量本征值和全电子法应该相同。 赝势包括模守恒和超软，模守恒较硬，一般需要较大的截断能，超软势则可以用较小的截断能即可。另外，模守恒势的散射特性和全电子相同，因此一般红外，拉曼等光谱的计算需要用模守恒势。 赝势的测试标准应是赝势与全电子法计算结果的匹配度，而不是赝势与实验结果的匹配度，因为和实验结果的匹配可能是偶然的。 （4）关于收敛测试 （a）Ecut，也就是截断能，一般情况下，总能相对于不同Ecut做计算，当Ecut增大时总能变化不明显了即可；然而，在需要考虑体系应力时，还需对应力进行收敛测试，而且应力相对于Ecut的收敛要比总能更为苛刻，也就是某个截断能下总能已经收敛了，但应力未必收敛。 （b）K-point，即K网格，一般金属需要较大的K网格，采用超晶胞时可以选用相对较小的K网格，但实际上还是要经过测试。 （5）关于磁性 一般何时考虑自旋呢？举例子，例如BaTiO3中，Ba、Ti和O分别为+2，+4和-2价，离子全部为各个轨道满壳层的结构，就不必考虑自旋了；对于BaMnO3中，由于Mn+3价时d 轨道还有电子，但未满，因此需考虑Mn的自旋，至于Ba和O则不必考虑。其实设定自旋就是给定一个原子磁矩的初始值，只在刚开始计算时作为初始值使用，具体的可参照磁性物理。 （6）关于几何优化 包括很多种了，比如晶格常数和原子位置同时优化，只优化原子位置，只优化晶格常数，还有晶格常数和原子位置分开优化等等。
初学VASP(六) 最重要的INCAR参数 初学VASP(六) 最重要的INCAR参数 INCAR是决定how to do 的文件 限于能力，只对部分最基本的一些参数(>,没有这个标志的参数都是可以不出现的) 详细说明，在这里只是简单介绍这些参数的设置，详细的问题在后文具体示例中展开。 部分可能会干扰VASP运行的参数在这里被刻意隐去了，需要的同学还是请查看VASP自带 的帮助文档原文。 参数列表如下： >SYSTEM name of System 任务的名字 *** >NWRITE verbosity write-flag (how much is written) 输出内容详细程度 0-3 缺省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) 据说也可以结合shell的tail或grep命令手动输出 >ISTART startjob: restart选项 0-3 缺省0/1 for 无/有前次计算的WAVECAR(波函数) 1 'restart with constant energy cut-off' 2 'restart with constant basis set' 3 'full restart including wave function and charge prediction' ICHARG charge: 1-file 2-atom 10-const Default:if ISTART=0 2 else 0 ISPIN spin polarized calculation (2-yes 1-no) default 2 MAGMOM initial mag moment / atom Default NIONS*1 INIWAV initial electr wf. : 0-lowe 1-rand Default 1 only used for start jobs (ISTART=0) IDIPOL calculate monopole/dipole and quadrupole corrections 1-3 只计算第一/二/三晶矢方向适于slab的计算 4 全部计算尤其适于就算孤立分子 >PREC precession: medium, high or low(VASP.4.5+ also: normal, accurate)
1. 结构优化(Opt) SYSTEM = opt ISTART = 0 INIWAV = 1 ICHARG = 2 ISPIN = 2 LREAL = Auto ENCUT = 400 PREC = high NSW= 600 NELM = 60 IBRION = 2 ISIF = 2 POTIM = 0.1 ALGO= Fast LVDW = .TRUE. EDIFF = 1E-5 EDIFFG = 1E-4 or -0.05 # 体系需计算TS时，全部结构优化EDIFFG均设置为-0.05 ISMEAR = 0 SIGMA = 0.2 LCHARG = .FALSE. LWAVE = .FALSE.
2. 过渡态搜索(TS): 计算时先进行低精度计算，再进行高精度计算 SYSTEM= TS ISTART = 0 INIWAV = 1 ICHARG = 2 ISPIN = 2 LREAL = Auto ENCUT = 400 PREC = high NSW = 600 NELMIN = 6 IBRION = 3 or 1 # 过渡态计算低精度为3，高精度为1 ISIF = 2 POTIM = 0.01 ALGO = Fast LVDW = .TRUE. EDIFF = 1E-5 EDIFFG = -1 or -0.05 # 过渡态计算低精度为-1，高精度为-0.05 ISMEAR = 0 SIGMA = 0.05 LCHARG= .FALSE. LWAVE= .FALSE. IMAGES=8 # TS专属设置 SPRING=-5 # TS专属设置 LCLIMB=.TRUE. # TS专属设置
兄弟，问3个问题 1，vasp在计算磁性的时候，oszicar中得到的磁矩和outcar中得到各原子磁矩之和不一致，在投稿的是否曾碰到有审稿人质疑，对于这个不一致你们一般是怎么解释的了？ 2，另外，磁性计算应该比较负责。你应该还使用别的程序计算过磁性，与vasp结果比较是否一致，对磁性计算采用的程序有什么推荐。 ps：由于曾使用vasp和dmol算过非周期体系磁性，结构对磁性影响非常大，因此使用这两个程序计算的磁性要一致很麻烦。还不敢确定到底是哪个程序可能不可靠。 3，如果采用vasp计算磁性，对采用的方法和设置有什么推荐。 1，OSZICAR中得到的磁矩是OUTCAR中最后一步得到的总磁矩是相等的。总磁矩和各原子的磁矩(RMT球内的磁矩)之和之差就是间隙区的磁矩。因为有间隙区存在,不一致是正常的。 2，如果算磁性，全电子的结果更精确，我的一些计算结果显示磁性原子对在最近邻的位置时，PAW与FPLAW给出的能量差不一致，在长程时符合的很好。虽然并没有改变定性结论。感觉PAW似乎不能很好地描述较强耦合。我试图在找出原因，主要使用exciting和vasp做比较。计算磁性推荐使用FP-LAPW, FP-LMTO, FPLO很吸引人(不过是商业的)，后者是O(N)算法。 3，使用vasp计算磁性，注意不同的初始磁矩是否收敛为同一个磁矩。倒没有特别要注意的地方，个人认为。 归根结底，需要一个优秀的交换关联形式出现 VASP计算是否也是像计算DOS和能带一样要进行三步（结构优化，静态自洽计算，非自洽计算），然后看最后一步的出的磁矩呢？ 一直想计算固体中某个原子的磁矩，根据OUTCAR的结果似乎不能分析，因为它里面总磁矩跟OSZICAR的值有一定的差别，据说是OUTCAR中只考虑WS半径内磁矩造成的。最近看到一个帖子说是可以用bader电荷分析方法分析原子磁矩。如法炮制之后发现给出的总磁矩与OSZICAR的结果符合的甚好，可是觉得没有根据，有谁知道这样做的依据吗，欢迎讨论！ 设置ISPIN=2计算得到的态密度成为自旋态密度。 设置ISPIN=2就可以计算磁性，铁磁和反铁磁在MAG里设置。最后得到的DOS是分up和down的。 磁性计算 (2006-12-03 21:02) 标签： - 分类：Vasp ·磁性计算
VASP参数设置详解软件主要功能： 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，MAXMIX –自洽迭代步数和收敛标准：NELM，NELMIN，NELMDL，EDIFF 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，PSTRESS –离子弛豫收敛标准：EDIFFG 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。
最近在学vasp，这篇文章是百度文库找到的，看了不错，转载一把。另外附上vasp程序，linux中下载后无须安装即可使用。单机中可能会出现内存溢出问题，可以放机群上使用。 01、第一原理计算的一些心得 （1）第一性原理其实是包括基于密度泛函的从头算和基于Hartree-Fock自洽计算的从头算，前者以电子密度作为基本变量（霍亨伯格-科洪定理），通过求解Kohn-Sham方程，迭代自洽得到体系的基态电子密度，然后求体系的基态性质；后者则通过自洽求解Hartree-Fock方程，获得体系的波函数，求基态性质；评述：K-S方程的计算水平达到了H-F 水平，同时还考虑了电子间的交换关联作用。 （2）关于DFT中密度泛函的Functional，其实是交换关联泛函，包括LDA，GGA，杂化泛函等等一般LDA为局域密度近似，在空间某点用均匀电子气密度作为交换关联泛函的唯一变量，多数为参数化的CA-PZ方案；GGA为广义梯度近似，不仅将电子密度作为交换关联泛函的变量，也考虑了密度的梯度为变量，包括PBE,PW,RPBE等方案，BL YP泛函也属于GGA；此外还有一些杂化泛函，B3L YP等。（3）关于赝势在处理计算体系中原子的电子态时，有两种方法，一种是考虑所有电子，叫做全电子法，比如WIEN2K中的FLAPW方法(线性缀加平面波)；此外还有一种方法是只考虑价电子，而把芯电子和原子核构成离子实放在一起考虑，即赝势法。 一般赝势法是选取一个截断半径，截断半径以内，波函数变化较平滑，和真实的不同，截断半径以外则和真实情况相同，而且赝势法得到的能量本征值和全电子法应该相同。赝势包括模守恒和超软，模守恒较硬，一般需要较大的截断能，超软势则可以用较小的截断能即可。另外，模守恒势的散射特性和全电子相同，因此一般红外，拉曼等光谱的计算需要用模守恒势。 赝势的测试标准应是赝势与全电子法计算结果的匹配度，而不是赝势与实验结果的匹配度，因为和实验结果的匹配可能是偶然的。（4）关于收敛测试（a）Ecut，也就是截断能，一般情况下，总能相对于不同Ecut做计算，当Ecut增大时总能变化不明显了即可；然而，在需要考虑体系应力时，还需对应力进行收敛测试，而且应力相对于Ecut的收敛要比总能更为苛刻，也就是某个截断能下总能已经收敛了，但应力未必收敛。（b）K-point，即K网格，一般金属需要较大的K网格，采用超晶胞时可以选用相对较小的K网格，但实际上还是要经过测试。（5）关于磁性一般何时考虑自旋呢？举例子，例如BaTiO3中，Ba、Ti和O分别为+2，+4和-2价，离子全部为各个轨道满壳层的结构，就不必考虑自旋了；对于BaMnO3中，由于Mn+3价时d轨道还有电子，但未满，因此需考虑Mn的自旋，至于Ba和O则不必考虑。其实设定自旋就是给定一个原子磁矩的初始值，只在刚开始计算时作为初始值使用，具体的可参照磁性物理。（6）关于几何优化包括很多种了，比如晶格常数和原子位置同时优化，只优化原子位置，只优化晶格常数，还有晶格常数和原子位置分开优化等等。在PRL一篇文章中见到过只优化原子位置，晶格常数用实验值的例子（PRL 100, 186402 (2008)）；也见到过晶格常数先优化，之后固定晶格常数优化原子位置的情况；更多的情况则是Full geometry optimization。 一般情况下，也有不优化几何结构直接计算电子结构的，但是对于缺陷形成能的计算则往往要优化。（7）关于软件软件大致分为基于平面波的软件，如CASTEP、PWSCF 和ABINIT等等，计算量大概和体系原子数目的三次方相关；还有基于原子轨道线性组合的软件(LCAO)，比如openmx，siesta，dmol等，计算量和体系原子数目相关，一般可模拟较多原子数目的体系。 V ASP是使用赝势和平面波基组，进行从头量子力学分子动力学计算的软件包，它基于CASTEP1989版开发。V AMP/V ASP中的方法基于有限温度下的局域密度近似（用自由能作
VASP参数设置详解 计算材料 2010-11-30 20:11:32 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： l对所计算的体系进行注释：SYSTEM
l定义如何输入或构造初始的电荷密度和波函数：ISTART，ICHARG，INIWAV l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，MAXMIX –自洽迭代步数和收敛标准：NELM，NELMIN，NELMDL，EDIFF l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，PSTRESS –离子弛豫收敛标准：EDIFFG l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 l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
VASP计算的理论及实践总结 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的四个输入文件的设置 2、输出文件的查看及指令 3、计算单电能 (1) 测试截断能 (2) 测试K点 4、进行结构优化 5、计算弹性常数 6、一些常用指令
一、赝势的选取 VASP赝势库中分为：PP和PAW两种势，PP又分为SP（标准）和USPP（超软）。 交换关联函数分为：LDA（局域密度近似）和GGA（广义梯度近似）。GGA 又分为PW91和PBE。 在VASP中，其中pot ,pot-gga是属于超软势（使用较少）。Paw, paw-pbe ,和paw-gga是属于PAW。采用较多的是PAW-pbe 和PAW-gga。 此外vasp 中的赝势分为几种，包扩标准赝势(没有下标的)、还有硬（harder）赝势(_h)、软（softer）赝势(_s), 所谓的硬（难以赝化），就是指该元素原子的截断动能比较大，假想的势能与实际比较接近，计算得到的结果准确，但比较耗时，难以收敛。软（容易赝化），表示该元素原子的截断动能比较小，赝势模型比较粗糙，但相对简单，可以使计算很快收敛（比如VASP开发的超软赝势）。即硬的赝势精度高，但计算耗时。软的精度低，容易收敛，但节省计算时间。 另一种情况：如Gd_3，这是把f电子放入核内处理，对于Gd来说，f电子恰好半满。所以把f电子作为价电子处理的赝势还是蛮好的（类似还有Lu，全满）。（相对其他的4f元素来说，至于把f电子作为芯内处理，是以前对4f元素的通用做法。计算结果挺好） 常用的做法是：用两种赝势测试一下对自己所关心的问题的影响情况。在影响不大的情况下，选用不含4f电子的赝势（即后缀是3），一来减少计算量，二来避免DFT对4f电子的处理。 【1.赝势的选择： vasp的赝势文件放在目录~/vasp/potentials 下，可以看到该目录又包含五个子目录pot pot_GGA potpaw potpaw_GGA potpaw_PBE ，其中每一个子目录对应一种赝势形式。
SYSTERM=hafnium oxide ISTART=0 ICHARG=2 NWRITE=2 LWAVE=.False. PREC=high???? 默认值Medium在4版本，在5版本normal specify high --mannual 46 #LVTOT=.True. #IDIPOL=4 ALGO=Fast LREAL=Auto #LELF=.TRUE. LCHARG=.FALSE. ################electronic relaxation############ NELM=80 ENCUT=500????? EDIFF=1E-05 #ISPIN=2 ###################ion relaxtion################ NSW= IBRION=2 ISIF=2 EDIFFG=-0.005 #################################################### ISMEAR=0 SIGMA=0.05 #LORBIT=11 #NEDOS= #NBANDS = ISYM=0 #NELECT ###################bader charge analysis#################### #LAECHG=.Ture. #NGXF #NGYF #NGZF ###################NEB######################################## #ICHAIN= #IMAGES= #SPRING= #LCLIMB=
#POTIM= #IOPT= vasp incar 主要参数设置 SYSTEM=B N －－－－－－作业说明语句,即任务的名字 IALGO=38 －－－－－－指定电子自洽计算的算法 38 Davidson 48 RMM-DIIS 算法 NELM=200 －－－－－－自洽迭代次数，一般默认40次 NELMIN=4 －－－－－－最小迭代次数，表面或动力学计算是应增大默认为2次 #NELMDL=-12 －－－－－－开始几步不自洽处理，默认IALGO=8时为－5，IALGO=48时为－12，其他0 #ISTART=0 －－－－－－是否使用已有波函数。有WAVECAR是默认为1使用，否则为0 新的作业 #ALGO=very_fast －－－－同IALGO EDIFF=1E-05 －－－－总能计算允许误差，默认1E-04 ISMEAR=0 －－－－－－确定电子的部分占据数，半导体一般取小于0，金属大于1 LREAL=Auto －－－－－－投影操作是在实空间还是在倒空间，.FALSE.倒，.TRUE.实。AUTO实优化ISYM=0 －－－－－－是否具有对称性，默认1，具有，0 不具有。 #ICHARG=11 －－－－－－如何产生初始电荷密度，默认ISTART＝0时取2，LCAO。否则0，从初始波函 #LDIAG = .FALSE. －－－－－是否执行子空间对角化。IALGO=8时为.TRUE. NELECT －－－－－－总电子数，如果系统不是电中性的就必须设置，所带电荷作为均一的背景电子气考虑。 # ! plot charge density #LPARD = .TRUE. --------是否计算部分电荷。 #IBAND = 176 177 －－－－指定要计算的带 #KPUSE = 1 7 －－－－－要考虑的K点 #LSEPB = .TRUE. #LSEPK = .TRUE. # ! change configuration #FERWE = 159*1.0 1.0 0.0 80*0.0－－电子占据数从INCAR中读入并在计算中不变 #FERDO = 159*1.0 0.0 1.0 80*0.0－－电子自旋极化计算（按每个K点每个能带排列） #SIGMA=0.2 －－－－－－－－－－－展开宽度，默认ISMEAR=1 SIGMA=0.2 #ISPIN=2 －－－－－－－－－－－－指定电子体系的总自旋。 # ! optimize IBRION=2 －－－－－－离子是否运动，－1不运动但做NSW外循环。0动力学模拟，1准牛顿法离子弛豫－－－－－－2 CG法离子弛豫，3 采用衰减二阶运动方程离子弛豫， ISIF=2 －－－－－是否离子弛豫及是否改变原胞。 NSW=200 －－－－－离子运动的步数，默认0
VASP 计算DOS 时的参数设置 2012/3/25 -10 -5 5 10 15 0.00.10.20.30.4 -10-5 5 10 15 0.00.10.20.30.4-10 -5051015 0.00.40.81.21.62.02.42.8LORBIT = 11 s -P D O S ISMEAR = -5ISMEAR = -1p -P D O S d -P D O S E-E F (eV) ISMEAR = 2 图1. 相同LORBIT 值不同ISMEAR 值时Pt(111)表层原子的PDOS -10 -5 5 10 15 0.00.10.20.3 -10-5 5 10 15 0.000.050.100.150.20-10 -5051015 0.00.40.81.21.62.02.42.8s -P D O S LORBIT = 1 (RWIGS)ISMEAR = 2 p -P D O S d -P D O S E-E F (eV) LORBIT = 11 图2. 同一ISMEAR 值不同LORBIT 值时Pt(111)表层原子的PDOS 以上计算均基于k 点为Gamma_6x6x1时优化的构型（p(2x2) AL4 VL6模型），随后再做一次静态计算，此时取k 点为Gamma_12x12x1计算DOS 。 由图1可以看出，当ISMEAR 取值为-1时（Fermi smearing with SIGMA=0.1）时DOS 分布最为光滑，取值为2时（Methfessel-Paxton scheme of order 2 with SIGMA = 0.2）其次，最精确的是取值为-5时（tetrahedron method with Bl?chl correction ）。此外，MP 方案中的能带宽度偏窄，且当k 点去的较小时，会出现负的态密度（如图3所示）。
（计算前的）验证 一、检验赝势的好坏： （一）方法：对单个原子进行计算； （二）要求：1、对称性和自旋极化均采用默认值； 2、ENCUT要足够大； 3、原胞的大小要足够大，一般设置为15 ?足矣，对某些元素还可以取得 更小一些。 （三）以计算单个Fe原子为例： 1、INCAR文件： SYSTEM = Fe atom ENCUT = 450.00 eV NELMDL = 5 ! make five delays till charge mixing，详细意义见注释一 ISMEAR = 0 SIGMA=0.1 2、POSCAR文件： atom 15.00 1.00 0.00 0.00 0.00 1.00 0.00 0.00 0.00 1.00 1 Direct 0 0 0 3、KPOINTS文件：（详细解释见注释二。） Automatic Gamma 1 1 1 0 0 0 4、POTCAR文件：（略） 注释一：关键词“NELMDL”: A）此关键词的用途：指定计算开始时电子非自洽迭代的步数（即 NELMDL gives the number of non-selfconsistent steps at the beginning），
目的是make calculations faster。“非自洽”指的是保持charge density 不变，由于Charge density is used to set up the Hamiltonian, 所以“非自洽”也指保持初始的哈密顿量不变。 B）默认值（default value）: NELMDL = -5 (当ISTART=0, INIWA V=1, and IALGO=8时) NELMDL = -12 (当ISTART=0, INIWA V=1, and IALGO=48时) NELMDL = 0 (其他情况下) NELMDL might be positive or negative. A positive number means that a delay is applied after each ionic movement -- in general not a convenient option. （在每次核运动之后） A negative value results in a delay only for the start-configuration. （只在 第一步核运动之前） C）关键词“NELMDL”为什么可以减少计算所需的时间？ Charge density is used to set up the Hamiltonian, then the wavefunctions are optimized iteratively so that they get closer to the exact wavefunctions of this Hamiltonian. From the optimized wavefunctions a new charge density is calculated, which is then mixed with the old input-charge density. A brief flowchart is given below.（参自Manual P105页） 一般情况下，the initial guessed wavefunctions是比较离谱的，在前NELMDL次非自洽迭代过程中保持charge density不变、保持初始的哈密顿量不变，只对wavefunctions进行优化，在得到一个与the exact
VASP参数设置详解软件主要功能: 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 ι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 ι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：IMlX，AMIX，AMIN，BMlX，AMIX_MAG ，BMIX_MAG , WC , INlMIX , MlXPRE , MAXMIX -自洽迭代步数和收敛标准：NELM , NELMIN , NELMDL , EDIFF 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 , PSTRESS -离子弛豫收敛标准：EDIFFG 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 :输岀内容详细程度。取值：0~4 ,缺省值：2