如何用VASP计算单个原子的能量和能级

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。

VASP计算实例目录一、氢气分子H2键长的计算 (3)1.基本文件 (3)2.赝势类型的选择 (3)3.截断能ENCUT参数的选择 (4)4.KPOINTS参数选择 (5)5.对晶格常数进行优化 (6)二、Si晶体晶格常数计算 (8)1.赝势类型选择 (8)2.截断能（ENCUT）参数的选定 (9)3.KPOINTS参数的选定 (11)4.SIGMA参数的选定 (12)5.晶格常数计算结果 (13)三、Si元素单原子能量计算 (14)1.由内聚能倒推单原子能量 (14)2.基本文件 (15)3.单原子能量计算 (15)四、Si的VASP力学常数计算 (16)1.计算所需文件 (16)2.计算与数据处理 (17)3.计算所用到的公式： (18)五、SI晶体的电子结构 (19)1.采用VASP计算能带的步骤 (19)2.电荷分布计算结果 (20)能带计算和结果 (21)3.态密度计算和结果 (21)六、Si晶体介电函数和光学性质的计算 (22)1.计算步骤 (22)2.用到的文件 (23)3.计算结果 (26)七、VASP的声子谱计算 (29)1.计算步骤 (29)2.基本文件 (30)3.声子谱、声子态密度计算和结果 (33)4.热学性质计算和结果 (34)八、化合物co2键长计算 (35)1.计算步骤 (35)2.基本文件 (35)一、氢气分子H2键长的计算1.基本文件准备基本文件INCAR、POTCAR、POSCAR、KPOINT以及脚本文件encut、k、optimize2.赝势类型的选择输入文件如下其中参数要靠经验初选INCAR:System = F2ISTART = 0ICHARG = 2NELMDL = 5ISMEAR = 0SIGMA = 0.1PREC = AccurateKPOINTS：Automatic meshM1 1 10 0 0POSCAR：O115.0 0.00 0.000.00 14.0 0.000.00 0.00 13.01D0.00 0.00 0.00分别选用五个贋势文件进行计算。

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。

VASP计算方法VASP是维也纳第一原理模拟计算软件的缩写。

它是一种基于密度泛函理论的材料模拟计算方法，广泛应用于化学、物理、材料科学等领域。

VASP使用基于平面波展开（plane wave basis）的赝势（pseudopotentials）方法来描述材料中的电子结构。

其核心思想是将电子波函数以平面波的形式展开，并采用赝势来模拟电子的相互作用。

这种方法能够高效地计算含有数百个原子的系统的电子结构和相关性质。

在VASP中，首先需要确定材料的晶体结构。

用户可以通过输入晶体结构的空间群信息和原子坐标来定义体系的几何信息，还可以指定晶胞的尺寸和形状。

然后，通过选择适当的波函数和赝势，可以定义计算模型并进行模拟计算。

VASP计算可以分为一系列的步骤，包括结构优化、静态能量计算、力学性质计算等。

首先，通过结构优化，可以找到体系的最稳定结构和原子位置。

随后，通过静态能量计算，可以计算材料的能带结构和密度态。

在静态计算的基础上，还可以计算材料的力学性质，如弹性常数、声子谱等。

此外，VASP还可以进行分子动力学模拟和绝对零度的自由能计算。

在VASP计算中，还需要设置一些计算参数来优化计算性能和结果的准确性。

例如，可以通过设置波函数的能量截断来控制展开平面波的数目，提高计算效率。

还可以选择适当的赝势来模拟材料中的电子相互作用。

此外，还可以通过设置自旋极化和计算参数等，扩展VASP的应用范围和处理领域。

除了常规计算方法外，VASP还提供了一些高级计算功能，如HSE06方法和GW近似方法等。

这些方法可以进一步提高计算结果的准确性和可靠性。

总之，VASP是一种强大而灵活的第一原理模拟计算方法，可用于研究和预测各种材料的性质和行为。

通过调整计算参数和采用适当的计算模型，可以在各种材料科学领域中开展深入的研究，并帮助解决实际问题。

实例1VASP算稀土永磁材料的磁学性能用哪种算法和赝势比较好？用VASP计算稀土永磁材料（比如Sm-Co）的磁学性能用哪种算法和赝势比较好啊？LDA GGALSDA+U?PBEPW91?PBE是比较好的交换关联能，但是对于磁性，最后加上U结果可能会好点。

但是U的确定需要从文献和其他软件得到我算的磁性没有f电子，这是为什么呢？是赝势的问题还是将f电子限制在芯内了？f电子的确是很深的，一般很难和其他原子的电子相互作用，这也是La系和Ac的元素的化学表现很相似的原因那么怎样才能使磁性计算出现f电子呢？确实让人纠结啊！请问使用PBEsol+U进行优化和性质计算,如何设置INCAR？在vasp5.2手册上找不到PBEsol+U的说明，只有LSDA+U的PBE是GGA类的交换关联能，LSDA的设置是可以同样用于GGA的实例2vasp计算中sigmma值稀土金属怎么取vasp计算中sigmma值稀土金属怎么取啊？计算出来老感觉不对。

取不同的sigma测试，然后，计算结果中取能量的哪一行，sigma-->0跟不趋近0的时候的比较，差别满足你的精度需求就是实例3关于VASP计算用不同赝势产生的能量差异！为啥同一个结构，用不同的赝势文件POTCAR，如PAW_PBE赝势和用US赝势来计算，为啥能量不一样？连初始第一步的能量的差别就很大啊？本人理论知识很浅，各位大侠能说说其中原理吗？这不只是精度的问题，因为能量就不在一个层次上！两套赝势的能量没有可比性.Generally the PAW potentials are more accurate than the ultra-soft pseudopotentials. There are two reasons forthis: first, the radial cutoffs (core radii) are smaller than the radii used for the USpseudopotentials, and second thePAW potentials reconstruct the exact valence wave function with a ll nodes in the core region.能量绝对值没有任何意义的，不同赝势能量参考态不一样，只有能量之差才有意义。

如何⽤VASP计算单个原⼦的能量和能级氢原⼦的能量为-13.6eV在这⼀节中，我们⽤VASP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-EATOM也不等于-13.6eV。

2-VASP计算教程第二课-氧原子能量及磁性的计算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。

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。

VASP程序使用VASP程序是一种用于计算固体材料和表面材料性质的量子化学计算程序。

它采用第一性原理方法，即从基本的原子核和电子相互作用出发，通过解波恩-奥本海默（Born-Oppenheimer）方程来计算材料的能带结构、电子态密度、原子结构、晶格参数、声子谱等物理性质。

VASP程序的应用广泛，可以用于材料科学、物理学、化学等众多研究领域。

在开始使用VASP程序之前，需要进行一系列的准备工作。

首先，用户需要获取VASP程序及其相关的源代码和输入文件。

其次，用户需要安装VASP程序并设置好环境变量。

VASP程序可以在不同的操作系统上运行，包括Linux、Unix和Windows等。

使用VASP程序的第一步是准备输入文件。

这些输入文件包括晶体结构文件（POSCAR文件）、计算参数文件（INCAR文件）、赝势文件（POTCAR文件）和K点网格文件（KPOINTS文件）等。

用户需要准备这些文件并将其放到同一个目录下。

其中，POSCAR文件包含晶体结构信息，INCAR文件包含计算参数设置，POTCAR文件包含赝势信息，KPOINTS文件包含K点网格信息。

一般情况下，VASP程序的计算时间较长，需要较大的计算资源。

用户需要根据自己的计算目标和计算机性能来选择合适的计算参数和计算资源。

如果计算任务较重，可以使用并行计算来提高计算效率。

在计算完成后，用户可以通过查看输出文件来获取计算结果。

输出文件包括能带图文件、DOS文件、晶体结构文件等。

用户可以利用这些文件来分析材料的能带结构、电子态密度、原子结构等性质。

VASP程序还提供了一系列的后处理工具，用户可以使用这些工具来进一步分析和处理计算结果。

vasp攻略打包压缩命令：tar zcvf ⽂件名.tar.gz 源⽂件名采⽤link⽅式避免重复的⽂件浪费内存：ln –s 源⽂件命名Eg：ln –s ../optic/MME ./EuO.mme交互式绘图⼯具gnuplot: 命令⾏打:gnuplot进⼊格式:plot “⽂件名”退出:quit求磁矩:getmag如果由于节点掉线在提交任务后秒退,不输出outcar可以指定节点提交任务LJRS -l nodes=c0104:ppn=4chmod +x 名称——使脚本可以执⾏构造potcar，以A和B元素为例：如果是以Z为拓展名的⽂件：zcat A/POTCAR.Z B/POTCAR.Z > POTCAR如果是解压后的potcar⽂件：cat A/POTCAR B/POTCAR > POTCARINCAR中的RWIGS通过POTCAR⽂件获得单位晶胞体积：grep “vol”OUTCAR⾃动计算加应⼒情况下的最优化情况：C/a ：vaspcaopt softmode-e -=*(画曲线）如果要看某种材料是FM还是AFM，需要以相同结构计算⼀次，看能量哪个低。

将POSCAR/CONTCAR/CHGCAR装换成xcrysden(进⼊xcrysden⽂件执⾏./xcrysden)可读取的形式Eg：（BFO)v2xsf CHGCAR -1 83 -2 26 -3 8 -dv2xsf POSCAR -1 83 -2 26 -3 8 -dv2xsf CONTCAR -1 83 -2 26 -3 8 -d晶胞放⼤时，k点需要等⽐例的缩⼩画出曲线图：ISMEAR如果是半导体/绝缘体取-5，如果是⾦属取1，SIGMA=0.2(⼀般不改变)如果求DOS，则ISMEAR=-5.如果求band，则ISMEAR=1.1、Relax ISTART=0，ICHARG=2, ISIF=3，NSW=200，EDIFFG=-1*10-3，IBRION=22、Scf NSW=0(关闭结构优化) ⽤Relax后的CONTCAR替换POSCAR3、DOS 添加scf后的CHGCAR，ISTART=1，ICHARG=11，k放⼤⼀倍DOSCAR 第六⾏：Emax Emin Emin与Emax之间点的数⽬Ef第七⾏：能量总的态密度（spin up）总的态密度（spin down）态密度积分（up）态密度积分（down）后⾯按原⼦分：能量s轨道态密度（spin up）s轨道态密度（spin down）p轨道态密度（spin up）p轨道态密度（spin down）d轨道态密度（spin up）d轨道态密度（spindown）f轨道态密度（spin up）f轨道态密度（spin down）Split_dos 对dos按原⼦区分4、band 与DOS所需⽂件⼀致，KPOINTS需要使⽤line模式⼿动输⼊。

VASP计算实例VASP计算实例⽬录⼀、氢⽓分⼦H2键长的计算 31. 基本⽂件 32. 赝势类型的选择 33. 截断能ENCUT参数的选择 44. KPOINTS参数选择 55. 对晶格常数进⾏优化 6⼆、 Si晶体晶格常数计算 81. 赝势类型选择 82. 截断能（ENCUT）参数的选定 93. KPOINTS参数的选定 114. SIGMA参数的选定 125. 晶格常数计算结果 13三、 Si元素单原⼦能量计算 141. 由内聚能倒推单原⼦能量 142. 基本⽂件 153. 单原⼦能量计算 15四、 Si的VASP⼒学常数计算 161. 计算所需⽂件 162. 计算与数据处理 173. 计算所⽤到的公式： 18五、 SI晶体的电⼦结构 191. 采⽤VASP计算能带的步骤 192. 电荷分布计算结果 20能带计算和结果 213. 态密度计算和结果 21六、 Si晶体介电函数和光学性质的计算 221. 计算步骤 222. ⽤到的⽂件 233. 计算结果 26七、 VASP的声⼦谱计算 291. 计算步骤 292. 基本⽂件 303. 声⼦谱、声⼦态密度计算和结果 334. 热学性质计算和结果 34键长计算 351. 计算步骤 352. 基本⽂件 35⼀、氢⽓分⼦H2键长的计算1. 基本⽂件准备基本⽂件INCAR、POTCAR、POSCAR、KPOINT以及脚本⽂件encut、k、optimize2. 赝势类型的选择输⼊⽂件如下其中参数要靠经验初选INCAR:System = F2ISTART = 0ICHARG = 2NELMDL = 5 ISMEAR = 0SIGMA = 0.1PREC = Accurate KPOINTS：Automatic meshM1 1 10 0 0 POSCAR：O115.0 0.00 0.00 0.00 14.0 0.00 0.00 0.00 13.0 1D0.00 0.00 0.00分别选⽤五个贋势⽂件进⾏计算。

第一原理电子结构计算程序VASP实用教程VASP（Vienna Ab Initio Simulation Package）是一种基于密度泛函理论（DFT）的第一原理电子结构计算程序，广泛用于材料科学和固体物理学领域。

本文将介绍VASP的原理、计算流程和应用。

1.原理VASP使用密度泛函理论计算材料的电子结构和相关物性。

它基于Kohn-Sham方程，通过自洽迭代求解电子密度和势能，得到材料的基态能量、晶体结构和能带结构等信息。

VASP采用平面波基组、赝势和超胞方法，能够模拟各种材料的基态和激发态性质。

2.计算流程VASP的计算流程可以简要概括为以下几个步骤：（1）几何优化：首先，需要确定材料的原子结构。

可以从实验数据或其他理论计算得到初始结构，然后使用VASP优化几何构型，使得系统的总能量达到最低。

（2）能带结构计算：在结构优化后，可以计算材料的能带结构，以分析电子在不同能级上的分布情况。

这对于描述导电性和光学性质等具有重要意义。

（3）态密度计算：能带结构可以用来计算材料的电子态密度，即每个能级上的电子数目。

态密度对于理解材料的物性非常重要，如导电性、热导性等。

（4）光学性质计算：VASP还可以计算材料的光学性质，如吸收系数、折射率等。

这对于设计光电子器件和材料有重要意义。

（5）磁性计算：VASP可以计算磁性材料的磁矩、磁性相互作用等性质。

这对于研究磁性材料和磁性器件具有重要意义。

3.应用VASP在材料科学和固体物理学领域有着广泛的应用。

以下是一些典型的应用领域：（1）材料发现和设计：VASP可以预测不同材料的力学、电子和光学性质，帮助科学家寻找新的功能材料，并指导材料的设计和合成。

（2）催化剂设计：VASP可以模拟催化反应的活化能和反应机理，为催化剂的设计提供理论依据，并加速催化剂的开发和优化。

（3）气体吸附和分离：VASP可以计算材料对气体的吸附能力和分离性能，用于设计高效的气体吸附剂和分离器材料。

VASP参数设置详解VASP（Vienna Ab initio Simulation Package）是一种常用的第一性原理计算软件，用于模拟固体、分子和表面系统的物理和化学性质。

为了获得高质量的计算结果，需要正确设置VASP的参数。

下面将详细介绍一些常用的VASP参数设置。

1.ENCUT（能量截断）：ENCUT参数用于设置平面波的最大能量截断，即选择在计算中考虑的平面波的最高能量。

该值应根据所研究系统的性质和计算效率进行合理选择。

通常，对于绝大多数固体和分子系统，ENCUT值在400-800eV之间是合理的。

2.KPOINTS（k点网格）：k点网格用于对倒空间进行离散化，用于计算波矢对积分的近似。

合理选择k点网格可以保证计算结果的准确性。

通常，在进行几何优化时，需要使用较密的k点网格（如4x4x4），以保证准确计算受力和能量。

而在计算材料的电学性质时，可以使用较稀疏的k点网格（如2x2x2），以提高计算效率。

3. ISMEAR（布洛赫函数展开）：ISMEAR参数用于选择波函数的布洛赫函数展开类型。

对于金属系统，通常选择ISMEAR=0，表示完全展开。

而对于非金属系统，可以选择ISMEAR=1或ISMEAR=-5，表示在Fermi能级附近展开。

4.IBRION（结构优化算法）：IBRION参数用于选择结构优化算法。

VASP提供了多种结构优化算法，如梯度下降、共轭梯度法等。

在大多数情况下，选择IBRION=2进行离子弛豫是合适的。

另外，还需要设置EDIFFG参数，用于判定结构优化是否收敛。

5.NSW（迭代步数）：NSW参数用于设置结构优化的迭代步数。

由于结构优化过程是一个迭代的过程，通过不断调整原子位置来最小化能量。

合理选择NSW值可以保证结构优化达到收敛。

通常，对于简单的系统，NSW值在50左右是合适的；对于复杂的系统，可能需要更多的迭代步数。

6.ISIF（弛豫类型）：ISIF参数用于选择原子位置和晶胞尺寸优化算法。

弄懂VASP中的能量资料来自网络，请妥善使用！！（一）首先我们应明白，固体的结合能就是固体的内能E（结合）=U （内能），原因如下：一般情况都把孤立原子的能量作为能量参考点。

前段时间有个同学问VASP中得出的绝对能量是相对于什么的，其实就是相对孤立原子得。

（二）其次我们根据自由能与内能之间的关系F=U-TS而且我们都知道VASP的所有计算都是在绝对0度下的情况，T=0代入上式，有F=U。

所以结合就等于内能等于自由能。

肯定有Free energy TOTEN=energy without entropy恒成立...这时候肯定有人会说不对啊，可以看VASP手册，候博的参考书作证，肯定不对得。

现在我告诉你确实它们二者确实有区别，区别在下面的情况（1）当我们用ISMEAR=-5时，费米能这儿没有展宽，它算出来的就是完全在绝对0度的能量。

Free energy TOTEN=energy without entropy恒成立。

（2）有时为了在数学上处理的方便，为了更容易积分，我们也用ISMEAR！=-5（！=是不等于的意思）的方法，这个时候费米能这儿有一定的展宽。

此时，我们容易想到，有展宽不就是相当有一定的熵值吗？所以这个时候虽然算的是绝对0度的情况，但是有一定的熵值（我们应明白，这个熵值不是由一定的温度带来的，而是数学处理的结果）。

所以在SMEAR！=-5的方法我们会发现Free energy TOTEN 和energy without entropy有一定的差别。

此时energy without entropy是Free energy TOTEN在SIGMA趋于0的极限。

注意:（1）有人在算单个原子的能量时会发现单个原子的能量虽然很小但并不是0,但是按我上面的推导,固体中的结合能是相对孤立体系的能量而来的,所以单个原子得到的TOTEN肯定是0啊,原因在于我们的POTCAR不可能绝对合理,而且我们也知道计算单个原子的能量就是为了检测赝势,单原子得到的TOTEN越小说明赝势越好。