VASP软件介绍解读

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。

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。

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。

VASP软件包介绍VASP（Vienna Ab-initio Simulation Package）是一种广泛应用于固体和材料科学领域的第一性原理计算软件包。

它采用密度泛函理论（DFT）和平面波基组来解决材料的电子结构和定量性质。

VASP软件包具有强大的计算功能和高度精确的结果，已成为固体材料模拟中的重要工具。

VASP软件包提供了一系列功能和工具来模拟材料的结构、能带、电子密度、光谱性质、弹性性质、反应能垒等。

它支持多种交换和相关泛函，包括局域密度近似（LDA）、广义梯度近似（GGA）等，以及包含完全局域势（PAW）和超软赝势（USPP）等方法来描述原子核和电子的相互作用。

此外，VASP软件包还可用于模拟温度、压力、扩散、表面反应等不同条件下的材料行为。

使用VASP软件包进行计算需要用户提供晶体结构文件、赝势文件、计算参数等输入信息。

VASP软件采用平面波基组展开波函数，并使用周期边界条件来处理无限大小的周期性系统。

通过梯度下降方法，VASP软件可以在最小化能量的同时寻找材料的平衡结构。

VASP软件包的计算结果包括能带结构、态密度、能量、力、弹性常数、光学吸收谱、振动频谱等信息。

这些结果能够提供材料的基本性质和响应行为，比如能带结构可以揭示材料的导电性质，能量可以计算材料的稳定性，光学吸收谱可以预测材料的光电性能等。

此外，VASP软件还可以用于模拟计算一系列材料物性，例如通过计算弹性常数来评估材料的力学性质。

VASP软件包的优势在于其精确性和可靠性。

它采用高精度的数值方法和更精确的交换关联泛函，能够提供准确的计算结果。

此外，VASP软件包采用高度并行化计算策略，可以在多核处理器和高性能计算机上进行大规模并行计算，加速计算过程并提高效率。

VASP软件包还提供了友好的用户界面和详细的文档，使用户可以轻松配置、运行和解析计算，减小了学习和使用的难度。

VASP软件包的应用范围广泛，包括但不限于固体材料学、纳米材料学、催化剂设计、光电材料学、能源材料学等。

vasp介绍(转帖)V ASP (V AMP)主页：http://cms.mpi.univie.ac.at/vasp/简介：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CASTEP 1989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（用自由能作为变量）以及对每一MD步骤用有效矩阵对角方案和有效Pulay混合求解瞬时电子基态。

这些技术可以避免原始的Car-Parrinello方法存在的一切问题，而后者是基于电子、离子运动方程同时积分的方法。

离子和电子的相互作用超缓V anderbilt赝势(US-PP)或投影扩充波(PA W)方法描述。

两种技术都可以相当程度地减少过渡金属或第一行元素的每个原子所必需的平面波数量。

力与张量可以用V AMP/V ASP很容易地计算，用于把原子衰减到其瞬时基态中。

功能：FeaturesSelf-consistent density functional method with plane wave basisAll-electron projector-augmented-wave (PA W) potentials covering all atoms of the periodic table Local density approximation (LDA) and generalized gradient approximation (GGA)Spin restricted and spin-polarizedSemi-relativistic and full spin-orbit relativisticNon-collinear magnetismLDA (GGA)+U for correlated systemsApplicable to bulk systems, surfaces, interfaces, and molecules (in supercell geometry)Total energies, forces, and the full stress tensorConcurrent relaxation of lattice parameters and atomic positionsAb initio molecular dynamicsGeneration of Monkhorst-Pack special k-pointsIntegration in k-space with smearing or tetrahedron method (with Blöchl correction)Band structure (spin restricted and spin polarized)Site, spin and partial-wave projected densities of statesPartial densities of states at Fermi levelCharge densities Spin densitiesUltra-soft pseudopotentials are offered for comparison平台：UNIX/LINUX相关软件：1. p4vasp主页：http://cms.mpi.univie.ac.at/odubay/p4vasp_site/news.php说明：处理V ASP xml格式输出文件的免费图形环境工具。

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几个计算实例VASP（Vienna Ab initio Simulation Package）是一种用于电子结构计算的软件包，广泛应用于固体物理、材料科学、化学等领域。

下面将介绍几个使用VASP进行计算的实例。

1.晶体结构优化晶体结构优化是材料科学中的常见任务，其目的是通过调整晶格参数和原子位置来寻找能量最低的晶体结构。

VASP可以用于计算晶体的总能量和力。

在VASP中，可以使用数值优化算法，如共轭梯度法或拟牛顿法，迭代调整晶格参数和原子位置，直到找到最低能量的结构。

2.原子表面吸附原子在固体表面上的吸附可以影响材料的性质和反应活性。

使用VASP，可以计算原子在表面上的位置和附着能，以研究吸附的稳定性和反应特性。

通过优化原子的位置，可以获得吸附位点和吸附能垒，这对于设计催化剂和研究表面反应机理非常重要。

3.力场参数优化力场是描述分子和固体中原子之间相互作用的经验势能函数。

使用VASP，可以通过计算分子或固体的电子结构和力学性质来优化力场参数。

对于有机分子，可以通过比较实验数据和计算结果来优化分子力场参数，以获得更准确的分子模拟结果。

4.分子动力学模拟分子动力学模拟是研究分子在一段时间内随时间演化情况的常用方法。

VASP能够提供分子动力学模拟所需的能量和力信息。

通过将VASP与分子动力学软件（如LAMMPS）结合使用，可以模拟大分子体系的运动和相变行为，从而对材料性能进行预测。

5.带隙计算带隙是半导体和绝缘体中的重要性质，它决定了电子的导电性和能量带的结构。

使用VASP，可以计算材料的能带结构和态密度，并通过计算能量差来确定材料的带隙。

这对于设计新型材料和理解电子输运性质具有重要意义。

总之，VASP是一款强大的计算工具，可以应用于多个领域的电子结构计算和材料模拟。

以上介绍的实例只是VASP的一小部分应用，它可以为科学家们提供关键的研究工具，推动材料科学和化学等领域的发展。