VASP中求过渡态的方法CNEB的学习简明教程

1.在做过渡态计算的时候如何确立初态和终态。

例如做Fe bcc-fcc相变的过渡态计算，如何确定用于计算的bcc,fcc原胞的大小和形状。

我的想法是初态和末态，对应晶体应变不能太大（即形状大小差不多），对应原子不能有太大位移。

不知道这个想法对不对，有没有相应的程序来做这个东西？
2.vasp Neb计算中，如何设置中间点。

假设做Fe bcc-fcc相变的过渡态计算，初态和终态已经确定了（对应附件图片中的initial和final）。

关于中间的这些点（intermediate state），我不是很明白，自己有a,b两个想法，不知道哪个对。

a:中间的这些点就是在INCAR中设置的images。

如果是这样的话，那只要初末态确定，计算出来的过渡态就是唯一的。

b:中间的这些点需要人为的设置，即bcc-intermediate_state1-intermediate_state2-intermediate_state3-....-final,这样要用多次neb计算，才能到达最终的final。

对应每次neb计算INCAR文件中的images，是每个小段计算中的插值点。

如果是这样的话，如何确定这些intermediate_state? 是用结构优化的方法来确立intermediate_state吗？。

V ASP学习教程太原理工大学量子化学课题组20PP/5/25太原目录第一章LinuG命令 (1)1.1 常用命令 (1)1.1.1 浏览目录 (1)1.1.2 浏览文件 (1)1.1.3 目录操作 (1)1.1.4 文件操作 (1)1.1.5 系统信息 (1)第二章SSH软件使用 (2)2.1 软件界面 (2)2.2 SSH transfer的应用 (3)2.2.1 文件传输 (3)2.2.2 简单应用 (3)第三章V ASP的四个输入文件 (3)3.1 INCAR (3)3.2 KPOINTS (4)3.3 POSCAR (4)3.4 POTCAR (5)第四章实例 (5)4.1 模型的构建 (5)4.2 V ASP计算 (8)4.2.1 参数测试 (8)4.2.2 晶胞优化(Cu) (13)4.2.3 Cu(100)表面的能量 (2)4.2.4 吸附分子CO、H、CHO的结构优化 (2)4.2.5 CO吸附于Cu100表面H位 (4)4.2.6 H吸附于Cu100表面H位 (5)4.2.7 CHO吸附于Cu100表面B位 (6)4.2.8 CO和H共吸附于Cu100表面 (7)4.2.9 过渡态计算 (8)第一章LinuG命令1.1常用命令1.1.1浏览目录cd:进入某个目录。

如：cd/home/songluzhi/vasp/CH4cd..上一层目录；cd/根目录；ls:显示目录下的文件。

注：输入目录名时，可只输入前3个字母，按Tab键补全。

1.1.2浏览文件cat：显示文件内容。

如：catINCAR如果文件较大，可用：catINCAR|more(可以按上下键查看) 合并文件：catAB>C(A和B的内容合并，A在前，B在后) 1.1.3目录操作mkdir：建立目录；rmdir：删除目录。

如：mkdirT-CH3-Rh1111.1.4文件操作rm：删除文件；vi：编辑文件；cp：拷贝文件mv：移动文件；pwd：显示当前路径。

VASP经典学习教程有用VASP（Vienna Ab initio Simulation Package）是一种用于固体材料计算的第一性原理计算软件包。

它使用密度泛函理论和平面波基组进行计算，可以预测材料的结构、能带、力学性质等基本属性。

本文将介绍VASP的经典学习教程，帮助初学者快速入门。

1.VASP的安装与基本操作-输入文件和输出文件：介绍VASP的常用输入文件和输出文件，以及它们的格式和含义。

-运行VASP计算：教授如何编写VASP运行脚本，以及如何使用命令行界面运行VASP计算。

2.VASP的输入参数和设置-INCAR文件：介绍VASP的主要输入文件INCAR的各种参数和选项，如体系的外部压力、电子迭代的收敛准则等。

-POTCAR文件：讲解VASP的赝势文件POTCAR的作用和用法，以及如何选择合适的赝势。

-KPOINTS文件：讲解KPOINTS文件对计算结果的影响，以及如何选择合适的K点网格。

3.VASP的基本计算-结构优化计算：教授如何进行结构优化计算，寻找稳定的材料晶格参数和原子位置。

-能带计算：讲解如何计算材料的能带结构，以及如何分析能带图和带隙。

-DOS计算：介绍如何计算材料的态密度，以及如何分析态密度图和能带图。

4.VASP的高级计算-弛豫计算：讲解如何进行离子和电子的同时弛豫计算，得到材料的稳定结构和力学性质。

-嵌入原子计算：介绍如何在材料中嵌入原子，并计算嵌入原子的相互作用能。

-软件接口和后处理：讲解VASP与其他软件（如VASPKIT、VESTA等）的接口，以及如何进行后处理分析。

5.VASP的实际应用-表面计算：介绍如何计算材料的表面能和表面形貌。

-催化剂计算：讲解如何通过VASP计算催化剂的吸附能和反应能垒，以预测其催化活性。

-界面计算：讲解如何计算材料的界面能和界面结构。

通过以上内容，初学者可以掌握VASP的基本原理和使用方法，并能在实际应用中进行一些基本的材料计算。

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。

[转载]VASP计算过渡态原⽂地址：VASP计算过渡态作者：凌崇益SYSTEM = Al2O3# Startparameter for this Run:# NWRITE = 2 ! how much will be written to the file OUTCAR ('verbosity flag')verbosity write-flagISTART = 0 ! 0-new 1-cont 2-samecut job,/if WAVECAR exists 1 restart with constant energy cut-off'/2 restart with constant basis set': Continuation job -- read wave functions from the file WAVECAR# ISPIN = 2 ! 1-no, 2-yesINIWAV = 1 ! 0-jellium WF; 1-random numbers (recomm.)ICHARG = 2 ! ISTART = 0 2, else 0# WEIMIN = 0.001 ! for dynamic calculation IBRION >=0/for static calculation IBRION =-1dynamic:LPLANE = .TRUE.NPAR = 8# Electronic RelaxationENCUT = 350 ! Ecut (eV)PREC = High ! precission: #Low for MD/Medium for optimization/Accurate for TS and frequenceEDIFF = 1.E-05 ! stopping-criterion for electronic upd.LREAL = Auto ! .FALSE. projection done in reciprocal space/.TRUE. real space/On or O real space, projection operators re-optimized/Auto real space,fuly auto opti of projection operators no user interference requiredNELMIN = 5 ! the minimum number of electronic SC steps# NELM = 150 ! max. # of electronic SC steps# NELMDL = 10 ! # of non-consistent steps at the beggining:>0 or <0# LDIAG = .TURE. ! LDIAG = .TRUE. or .FALSE. (perform sub space rotation)ALGO = Fast# IALGO = 48 ! algorithm: use only 8 (CG) or 48 (RMM-DIIS)GGA = 91 ! xc-type: PB, PW (86), LM, 91 (Perdew-Wang 91)VOSKOWN = 1 ! it is desirable to use this interpolation for single atom or whenever the PW91 functional is applied.ISMEAR = 0 ! part. occup.:-5 Blochl,-4 tet,-3,-2,-1-fermi,0-Gauss,>0MP broadening in eV -4 tet -1-fermi 0-gaussSIGMA = 0.2 !# IWAVPR = 12 ! if IBRION=0 (MD) 2,12/if IBRION=1,2 (relaxation) 1,11/else (static calculation) 0# Ionic relaxationEDIFFG = -0.05 ! break condition for the ionic relaxation loop/Default :EDIFF*10/negative ,will stop if all forces are smaller than [EDIFFG]IBRION = 2 ! ionic relax: -1:no move; 0-MD;1-Newton;2-CG;3-damped;4-?NSW = 400 ! steps for ionic update (def:0)ISIF = 2 ! calc.stress:0-no;1-tr;2-7 yes; 3-change vol.4-change shapePOTIM = 0.3# TS flagsIMAGES = 8# NFREE = 2SPRING = -5ENERGY1 = -589.41939ENERGY2 = -590.393218# Write flagsLWAVE = .False. ! write WAVECARLCHARG = .False. ! write CHGCAR and CHGLVTOT = .False. ! write the local potential LOCPOTLELF = .False. !create ELFCAR fileLORBIT = .F. !create PROOUT# Others# APACO = 10.0 !distance for P.C.。

可变单元c-neb方法-回复什么是可变单元cneb方法？可变单元cneb方法（Constrained Natural Extensional Basis, CNEB）是一种计算化学方法，用于研究分子和化学反应的势能面。

在化学反应中，分子会从一个能量极小值的构象转变为另一个能量极小值构象，这种转变称为化学反应路径。

CNEB方法可以用于确定最小能量路径，同时还能够研究该路径上的过渡态以及反应的动力学性质。

CNEB方法的基本原理是通过过渡态理论和多体势能外推法来构建势能面。

过渡态理论指的是研究化学反应路径中过渡态（transition state）的理论，通过确定过渡态的几何结构和能量来描绘反应的进程。

而多体势能外推法是一种根据已知构象和势能计算其他构象的方法。

CNEB方法将这两种方法结合起来，先通过过渡态理论确定反应路径上的过渡态，并通过势能表面外推计算路径上的其他构象。

CNEB方法的关键步骤包括以下几个：1. 选择初始构象：首先需要选择一个初始构象作为化学反应路径的起点。

这通常可以通过分子力学或量子化学计算得到。

2. 猜测中间构象：根据初始构象和目标构象，通过给定的方法猜测中间构象。

这些中间构象作为过渡态的候选构象。

3. 计算过渡态的几何结构：对于每个中间构象，使用过渡态理论计算其几何结构和能量。

常见的过渡态搜索方法有采用内禀反应坐标（IRC）法、能量梯度法等。

4. 多体势能外推：通过已知构象和势能表面计算路径上其他构象的势能。

这需要根据分子力学或量子化学方法计算每个构象的势能。

5. 更新构象：根据计算得到的势能，选择能量最低的构象作为路径上的一个点，并作为下一步计算的初始构象。

然后重复步骤2-5，直到达到收敛条件。

6. 确定最小能量路径：通过计算路径上每个构象的能量，可以确定最小能量路径。

这个路径给出了化学反应的过渡态和构象变化情况。

CNEB方法的优点在于可以通过对构象进行优化和过渡态搜索，找到势能表面上最小能量的化学反应路径。

VASP使用手册手册使用VASP使用VASP使用手册（完善中）基础（前提）知识Linux系统文字界面的基础操作*会进一个特定的目录下，学会建立，删除，移动，复制目录和文件，掌握vim 文字处理程序（可以理解成Windows下的文本文档（*. txt）,但是功能更强，可以在里面编辑脚本程序，fortran或者C语言程序）建议参见网页里面的内容非常详尽还有很多例子，看时建议抓住重点看关于origin（用来画DOS图）和VESTA（用来显示儿何结构和电子结构）都非常容易学，会基本操作就可，遇到问题可以上网查查或与同学交流在Linux系统下讣算软件VASP的使用一、建好5个输入文件（POSCAR, INCAR, POTCAR, KPOINTS, 一个提交文件）1,POSCAR手动建立，vi POSCAR-..还可以在MS的帮助下建立2,INCAR咱们组有公用标准的叮CAR文件，进行不同的计算只需改其中的儿个参数就可以T3,POTCAR从cluster ±的某个口录下面拷贝过来，放到要计算的H录里如果要算多个元素的体系，使用命令Eg: cat POTCAR-Ni POTCAR-Pt > POTCAR4, KPOINTS 文件，从别处拷贝一个，修改里面的参数即可5, 提交文件都可以用现成的，在老节点上(nodel'node21)使用1 sf. sub新节点上使用yzxSvasp (记不清了，用绿衬底标出)二、 在服务器上编译vasp, 一般管理员或别的用户以及编译过了，本平台编译 好的LI 录在/public/home/zslu/my-soft/vasp. □. 2 public/baoer/vasp. 5. 2, 编译使用 的mpi 可能不同。

将上面LI 录下的可执行文件vasp 拷贝到用户工作LI 录下或者在作业提交脚本 里通过LI录找到可执行文件vaspo三、 提交任务使用命令qsub lsf. sub 或者 qsub yzx8vasp|8026.node22之后会自动产生例如的字样，这个8026表示的就是你提交的这个任务的任务号码四、 查看任务qstat - a 或 qstat -nfD rienmnoAWIR 3tD5 TH . TIXA e IIXM.»<2.nsaa；JM2l ・nze22 30, 3jnZe22 •U4・ ncd«2J «02S.no^»?2 一般只需要看3列第一列:任务序号■ : 1 1 A 1 氐5:2:" 1 r < V X N X h-iLuh Ztch »：!M二 ・ • • xooot a :i •・ too^t a c ：：a •・，旳g * H ；« 一 o -- 一 XODOl » C^iSS 一 zg A me第二列:使用者账户最后一列：计算消耗的时间五、杀某一个任务由于任务提错了或别的原因，不想要算某一个任务了。

过渡态的寻找
第一步，从扫描势能曲线的最高点取出结构，进行频率计算，看是否存在想要的虚频。

第二步，如果计算的虚频是我们想要的，用Berny 算法优化过渡态而不是局域最小点(ts)；注意chk文件应与上面一样，为了从检查点文件读入来自于频率计算的笛卡尔坐标力常数(rcfc)；对于大型计算的预算禁止优化曲率测试，用noeigen关键词。

第三步，ts的结果与期望的结构一直，需要IRC扫描，(需要注意的是tddft 不支持解析Hessian矩阵)输入命令如下：
需要注意的是在Gaussian 09 中已经改变了默认的IRC 算法。

大多数计算默认使用HPC 算法。

ONIOM(MO:MM)计算使用Euler 预测-校正积分法。

对于有梯度但没有解析二阶导的方法，计算应当包含GradientOnly 选项
第四步，irc tddft的结果如下,由于g09 TDDFT的IRC有时候很烂，哪怕关键词已经改进得没法再改，所以有时候能用柔性扫描等效代替就用柔性扫描。

第五步，ts的结构基础上往两边scan
第六步，看结果如下，证明是过渡态。

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，INIWA V●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。

cineb过渡态计算
CINEB（Constrained Internal Coordinates and Energy-Based）方法是一种用于计算分子过渡态的方法。

它结合了内坐标和能量的约束，以便更准确地描述分子的几何结构和能量变化。

该方法可以在分子动力学模拟、反应动力学和反应机理研究中发挥重要作用。

CINEB方法的计算过程涉及以下步骤：
1. 内坐标定义，首先，需要定义分子的内部坐标，这些坐标描述了分子的几何结构，如键长、键角和二面角等。

这些内部坐标可以更好地描述分子的构象变化。

2. 过渡态搜索，CINEB方法通过对内坐标施加能量和几何约束来寻找分子的过渡态结构。

这种约束可以帮助算法更有效地搜索可能的过渡态结构，从而提高计算的效率和准确性。

3. 能量计算，一旦找到了过渡态结构，就需要计算该结构的能量。

CINEB方法使用能量约束来确保计算得到的过渡态结构具有最小的能量，从而更好地描述化学反应的能量变化。

4. 结果分析，最后，通过对计算得到的过渡态结构和能量进行分析，可以得出关于分子反应动力学和机理的重要信息，如反应路径、活化能等。

总的来说，CINEB方法通过结合内坐标和能量约束，提供了一种有效的计算分子过渡态的方法，对于研究化学反应机理和动力学具有重要意义。

vaspvtstNEB初学者⼊门NEB 初学者⼊门Compiled by jbwang, NTU⼀. NEB 运⾏结果在机器上已编译好vtstcode，以lscs-6th H 在Ni(001)表⾯扩散过渡态寻找为例，说明vasp neb的计算结果。

1)输⼊INCAR，KPOINTS，POTCAR在上层⽬录INCAR：SPRING=-5IMAGES=4POTIM=0.1IBRION=2这样⾃动使⽤VTST CINEB⽅法计算过渡态，但是使⽤VASP 的CG算法2)运⾏后：00，05⽂件夹除POSCAR外，⽆新产⽣的⽂件。

01，02，03，04⽂件下有输出⽂件:OUTCAR:VTST: version 2.03d, (02/18/09)CHAIN: initializing optimizerOPT: Using VASP Conjugate-Gradient optimizer CHAIN: Read ICHAIN 0CHAIN: Running the NEBNEB: SPRING -5.000000NEB: LCLIMB TNEB: LTANGENTOLD FNEB: LDNEB FNEB: LDNEBORG FNEB: EFIRST 0.000000NEB: ELAST 0.000000在每⼀离⼦步结束打印：NEB: the previous image is higher in energy: F NEB: the next image is higher in energy : TNEB: only next energy greaterNEB: Tangent----------------------------------------------0.00000 -0.61486 -0.783240.00000 0.00000 0.000000.00000 0.00000 0.000000.00000 0.00000 -0.005410.00000 0.00000 0.064280.00000 0.00000 0.06579NEB: forces: par spring, perp REAL, dneb 0.000069 3.179252 0.000000NEB: distance to prev, next image, angle between 0.572476 0.572490 179.997932NEB: projections on to tangent (spring, REAL) 0.000069 -2.070562初始的⼒NEB: forces: par spring, perp REAL 会⽐较⼤，随着优化的进⾏，逐渐减⼩。

vasp简易说明3, Xming用gnuplot是gnu文件里面要加pause -14,INCAR 字符太长，vasp_lib里面要改drdatab.F文件，255改大，重新编译5 声子谱：phononp –d –dim=”3 3 1”6 vasp编译gama版本的：在第二个CPP加上-DwNGZhalf就行。

7 ISMEAR=-5，电荷密度和DOS之类的电子结构和总能准，但是算力不准，所以对于算声子谱，最好不用-5。

对于金属，声子谱一般用DFPT会更准。

对于半导体和绝缘体，不能用ISEMAR>0的，只能是-5或者0.对于金属，ISMEAR=1，sigma=0.28 DFPT不能用NPAR phonopy -d --dim="2 2 2" -c POSCAR-unitcellmv SPOSCAR POSCAR静态计算：IBRION=8，IALGO=38对于金属ISMEAR=1，sigma=0.2phonopy --fc vasprun.xmlband.conf里面要添加：FORCE_CONSTANTS = READphonopy -p -c POSCAR-unitcell band.conf一般来说，对于金属，或者窄能隙半导体，如果用位移法，则需要很大的胞才能算准，但是用DFPT则可以小包算准。

对于金属，PBE 可能更好点。

9, 如果体系较大，EDIFF达到停止计算，很可能是K点取太多，内存不够。

10, bandplot --gnuplot band.yaml >> phon.dat，用origin做声子谱11，画 CBM和VBM的partial charge,读入静态的WAVECAR，进行处理，此时要设置INCAR，LPARD = .TRUE. 开关IBAND = 480 481 VBM CBMNBMOD = 1 默认KPUSE = 1 第几个K点LSEPB = .TRUE. vasp查LSEPK = .TRUE.12，算极化：铁电相和顺电相都要算，每一个相算三次。