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氢原子的能量为-13.6eV在这一节中，我们用V ASP计算H原子的能量。
对于原子计算，我们可以采用如下的INCAR文件PREC=ACCURATENELMDL = 5 make five delays till charge mixingISMEAR = 0; SIGMA=0.05 use smearing method采用如下的KPOINTS文件。
由于增加K点的数目只能改进描述原子间的相互作用，而在单原子计算中并不需要。
所以我们只需要一个K点。
Monkhorst PackMonkhorst Pack1 1 10 0 0采用如下的POSCAR文件atom115.00000 .00000 .00000.00000 15.00000 .00000.00000 .00000 15.000001cart0 0 0采用标准的H的POTCAR得到结果如下：k-point 1 : 0.0000 0.0000 0.0000band No. band energies occupation1 -6.3145 1.000002 -0.0527 0.000003 0.4829 0.000004 0.4829 0.00000我们可以看到，电子的能级不为-13.6eV。
Free energy of the ion-electron system (eV)---------------------------------------------------alpha Z PSCENC = 0.00060791Ewald energy TEWEN = -1.36188267-1/2 Hartree DENC = -6.27429270-V(xc)+E(xc) XCENC = 1.90099128PAW double counting = 0.00000000 0.00000000entropy T*S EENTRO = -0.02820948eigenvalues EBANDS = -6.31447362atomic energy EATOM = 12.04670449---------------------------------------------------free energy TOTEN = -0.03055478 eVenergy without entropy = -0.00234530 energy(sigma->0) = -0.01645004我们可以看到TOTEN-EA TOM也不等于-13.6eV。
如何用vasp计算铁磁,反铁磁,顺磁如何用V ASP计算铁磁、反铁磁和顺磁顺磁，意味进行non-spin polarized的计算，也就是ISPIN=1。
铁磁，意味进行spin-polarized的计算，ISPIN=2，而且每个磁性原子的初始磁矩设置为一样的值，也就是磁性原子的MAGMOM设置为一样的值。
对非磁性原子也可以设置成一样的非零值（与磁性原子的一样）或零，最后收敛的结果，非磁性原子的local磁矩很小，快接近0，很小的情况，很可能意味着真的是非磁性原子也会被极化而出现很小的local磁矩。
反铁磁，也意味着要进行spin-polarized的计算，ISPIN=2，这是需采用反铁磁的磁胞来进行计算，意味着此时计算所采用的晶胞不再是铁磁计算时的最小原胞。
比如对铁晶体的铁磁状态，你可以采用bcc的原胞来计算，但是在进行反铁磁的Fe计算，这是你需要采用sc 的结构来计算，计算的晶胞中包括两个原子，你要设置一个原子的MAGMOM为正的，另一个原子的MAGMOM设置为负，但是它们的绝对值一样。
因此在进行反铁磁的计算时，应该确定好反铁磁的磁胞，以及磁序，要判断哪种磁序和磁胞是最可能的反铁磁状态，那只能是先做好各种可能的排列组合，然后分别计算这些可能组合的情况，最后比较它们的总能，总能最低的就是可能的磁序。
同样也可以与它们同铁磁或顺磁的进行比较。
了解到该材料究竟是铁磁的、还是顺磁或反铁磁的。
亚铁磁，也意味要进行spin-polarized的计算，ISPIN=2，与反铁磁的计算类似，不同的是原子正负磁矩的绝对值不是样大。
非共线的磁性，那需采用专门的non-collinear的来进行计算，除了要设置ISPIN，MAGMOM的设置还需要指定每个原子在x,y,z方向上的大小。
这种情况会复杂一些。
举个例子来说，对于Mn-Cu(001)c(2x2)这种体系，原胞里面有2个Mn原子，那么你直接让两个Mn原子的MAGMOM的绝对值一样，符号相反就可以了，再加上ISPIN=2。
在线说明书整理出来的非线性磁矩和自旋轨道耦以下是从VASP合的计算说明。
非线性磁矩计算：和CHGCAR文件。
1）计算非磁性基态产生WAVECAR）然后INCAR中加上2ISPIN=2文件和CHGCAR11 ！读取WAVECAR ICHARG=1 或LNONCOLLINEAR=.TRUE. MAGMOM=注意：①对于非线性磁矩计算，要在x, y 和 z方向分别加上磁矩，如MAGMOM = 1 0 0 0 1 0 ！表示第一个原子在x方向，第二个原子的y方向有磁矩②在任何时候，指定MAGMOM值的前提是ICHARG=2（没有WAVECAR和CHGCAR文件）或者ICHARG=1 或11（有WAVECAR和CHGCAR文件），但是前一步的计算是非磁性的（ISPIN=1）。
磁各向异性能（自旋轨道耦合）计算：注意： LSORBIT=.TRUE. 会自动打开LNONCOLLINEAR= .TRUE.选项，且自旋轨道计算只适用于PAW赝势，不适于超软赝势。
．自旋轨道耦合效应就意味着能量对磁矩的方向存在依赖，即存在磁各向异性能（MAE），所以要定义初始磁矩的方向。
如下：LSORBIT = .TRUE.SAXIS = s_x s_y s_z (quantisation axis for spin)默认值： SAXIS=(0+,0,1)，即x方向有正的无限小的磁矩，Z方向有磁矩。
要使初始的磁矩方向平行于选定方向，有以下两种方法：MAGMOM = x y z ! local magnetic moment in x,y,zSAXIS = 0 0 1 ! quantisation axis parallel to zorMAGMOM = 0 0 total_magnetic_moment ! local magnetic moment parallel to SAXIS （注意每个原子分别指定）SAXIS = x y z ! quantisation axis parallel to vector (x,y,z)，如 0 0 1两种方法原则上应该是等价的，但是实际上第二种方法更精确。
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。
VASP 学习教程太原理工大学量子化学课题组2012/5/25目录第一章Linux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VASP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 VASP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Linux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/CH4 cd .. 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：cat INCAR如果文件较大，可用：cat INCAR | more (可以按上下键查看) 合并文件：cat A B > 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：mkdir T-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：l 对所计算的体系进行注释：SYSTEMl 定义如何输入或构造初始的电荷密度和波函数：ISTART，ICHARG，INIWAVl 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，EDIFFl 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：EDIFFGl 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，LORBITl 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。
V ASP计算教程第二课氧原子能量及磁性的计算课程目标：正确计算孤立氧原子的能量与磁性。
课程正文：一、磁性对孤立氧原子能量计算的影响氧的原子序号为8，电子排布为[He]2s22p4。
如下图所示，其内层有两个电子，外层有六个电子，原子轨道可表示为：可见其2p轨道有两个未配对电子，因此氧原子具有磁性，磁矩为2μB。
拓展阅读：物质的磁性1、孤立原子的磁性原子的磁矩主要来源于电子的轨道磁矩和自旋磁矩。
原子中电子的自旋方式分为上下两种（如上图氧原子轨道表示方法所示，上下箭头表示电子的自旋上下），在大多数物质中，自旋向上的电子和自旋向下的电子数目相等，产生的磁矩会相互抵消，因此整个体系对外不显示磁性。
而在一些物质内部，自旋向上和自旋向下的电子数目不相等，部分电子的自旋磁矩不能被抵消，体系便会显示磁性。
多电子原子所处的电子状态（电子的数量以及排布情况）决定了原子的磁性。
原子中内部的满壳层角动量和磁矩均为零，对磁性并不产生贡献，因此电子状态主要取决于靠外的不满壳层。
上图所示的氧原子包含8个电子，K壳层的1s轨道有两个电子（自旋方向一上一下），L壳层有六个电子，其中2s轨道有两个电子（自旋方向一上一下），2p轨道有四个电子（自旋方向三上一下）。
可以看出，内壳层（K）的电子自旋磁矩相互抵消，对原子磁性不产生贡献，而外壳层（L）经过抵消将会剩余两个自旋向上的电子，因此氧原子对外显示2μB的磁矩。
如上所述，绝大部分原子体系的较外壳层并未填满电子，因此在使用V ASP计算孤立原子时需要考虑磁性。
2、固体的磁性固体材料按照磁性一般可以分为两类：包含顺磁离子的固体和不包含顺磁离子的固体。
顺磁离子是指d轨道未填满的过渡元素或f轨道未填满的稀土元素。
不含顺磁离子的固体包括金属、半导体、离子晶体，这些固体一般会呈现微弱的顺磁性或抗磁性。
包含顺磁离子的固体大都是磁性材料，顺磁离子结合成固体时存在不满壳层，因此会保持固有的磁矩，表现出较强磁性，如铁，钴，镍等。
如上所述，如果计算的体系中包含d轨道未填满的过渡元素或f轨道未填满的稀土元素（及其合金）时，需要考虑磁性。
在第一课给出的例子中，我们没有考虑磁性，这也会导致计算结果不准确。
为了考虑氧原子的磁性，我们需要在INCAR中加入“自旋”相关的参数，内容如下（lecture2-01）：----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------1 SYSTEM = O atom in a box2 ISMEAR = 03 ISPIN = 2---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 其中第3行的“ISPIN”即为体系自旋极化的设置，默认（不加参数设置时即使用默认值）ISPIN = 1为不考虑自旋极化，ISPIN = 2为考虑自旋极化。
POSCAR，KPOINTS和POTCAR继续使用第一课lecture1-01中的文件。
自旋极化设置后即可提交任务进行计算。
计算结束后（输出文件详见lecture2-02），首先需要检查OUTCAR文件结尾，查看计算是否正常结束（保持一个好习惯，只有计算正常结束，我们才可能拿到一个正确的结果）。
查看OSZICAR文件，----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------14 DA V: 13 -0.167295633754E+01 -0.24792E-03 -0.12473E-05 32 0.197E-02 0.961E-0315 DA V: 14 -0.167295985204E+01 -0.35145E-05 -0.29861E-06 32 0.108E-0216 1 F= -.16729599E+01 E0= -.15958287E+01 d E =-.154262E+00 mag= 1.9998---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 与不加自旋极化相比，电子自洽步数多了大约一倍，这是因为在加了自旋极化后，V ASP把电子分成两种自旋方向进行计算的。
与此同时，在最后一行会有输出mag，这里的输出为1.9998，保留有效位数即磁矩为2μμBB，与理论相符。
通过OUTCAR可以我们可以查看电子的轨道信息：---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 1120 spin component 111211122 k-point 1 : 0.0000 0.0000 0.00001123 band No. band energies occupation1124 1 -25.0877 1.000001125 2 -10.0829 1.000001126 3 -10.0829 1.000001127 4 -10.0829 1.000001128 5 -0.4961 0.000001129 6 1.8212 0.000001130 7 1.8280 0.000001131 8 1.8280 0.0000011321133 spin component 211341135 k-point 1 : 0.0000 0.0000 0.00001136 band No. band energies occupation1137 1 -21.8394 1.000001138 2 -7.0541 0.333331139 3 -7.0541 0.333331140 4 -7.0541 0.333331141 5 -0.3609 0.000001142 6 1.9815 0.000001143 7 1.9815 0.000001144 8 1.9815 0.00000---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 其中spin component 1和spin component 2分别代表电子自旋向上和自旋向下的部分，band energies和occupation分别为电子的能量以及相应的个数。
在spin component 2中，可以发现存在占据数为0.33333的情况，这只是V ASP输出的问题，因为其能量均为-7.0541 eV，所以为同一个电子。
从上述输出的电子自旋信息中可以发现，自旋向上的电子总数为4个，自旋向下的电子总数为2个，同样可以得到体系磁矩为2μB。
另外要注意的是，OUTCAR输出的是外层的6个电子的信息，与POTCAR---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 12 POMASS = 16.000; ZVAL = 6.000 mass and valenz---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 中价电子数“ZVAL”的数值一致。
对比一下不加自旋极化的轨道信息结果（lecture1-02）：---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 759 k-point 1 : 0.0000 0.0000 0.0000760 band No. band energies occupation761 1 -23.8443 2.00000762 2 -8.9044 1.33333763 3 -8.9044 1.33333764 4 -8.9044 1.33333765 5 -0.4669 0.00000766 6 1.8639 0.00000767 7 1.8639 0.00000---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 可以发现V ASP并没有把自旋向上和向下两种情况分开来计算。
因此通过本节的学习，我们拿到了一个更加合理的孤立氧原子的能量（E0 = -1.60 eV）。
二、对称性对孤立氧原子能量计算的影响在计算孤立氧原子时我们创建了晶胞，既然使用到了晶胞，V ASP就会受到晶胞对称性的影响，本节我们将通过降低氧原子体系的对称性来获得正确的能量。
拓展阅读：晶格的对称性晶体具有周期性（平移对称性）和宏观对称性，这两种对称性是对晶体对称性的两个侧面描述。
晶格对称性更能反映晶体的结构，因此对于我们进行材料的计算更加重要。
晶体学中根据对称性，对各种布拉伐格子确定了标准的晶体学单胞。
布拉伐格子按宏观对称性分为7个晶系：三斜晶系、单斜晶系、正交晶系、三角晶系、四方晶系、六角晶系、立方晶系。
其中，单斜、正交、四方、立方晶系可以在单胞中增加体心、面心或底心格点，因此使7个晶系包含14种布拉伐格子：简单三斜、简单单斜、底心单斜、简单正交、底心正交、体心正交、面心正交、三角、简单四方、体心四方、六角、简单立方、体心立方、面心立方。
任何一种晶体，对应的晶格都是14种布拉伐格子的一种。
