VASP(计算前的各种测试)

1、（计算前的）验证、检验贋势的好坏：（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 atomENCUT = 450.00 eVNELMDL = 5! make five delays till charge mixing ,详细意义见注释一ISMEAR = 0SIGMA=0.12、POSCAR 文件:atom15.001.00 0.00 0.00 0.00 1.00 0.00 0.00

2、0.00 1.001 Direct3、KPOINTS文件：（详细解释见注释二。）Automatic0Gamma1 1 10 0 04、POTCAR 文件：（略）注释一：关键词“ NELMDL ” ：A）此关键词的用途：指定计算开始时由子非自洽迭代的步数（即NELMDL gives the nu mber of non-selfc on siste nt steps at the begi nning.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 H

3、amiltonian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 n egative.A positive number means that a delay is applied after each ionicmoveme nt - in gen eral not

4、a convenient opti on.（在每次核运动之后 ）A n egative value results in a delay on ly for the start-c on figurati on.（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 wavef un cti ons are optimized iteratively so that they get closer to the exact wavef un cti

5、ons of this Hamilt onian. From the optimized wavef un cti ons a new charge density is calculated, which is then mixed with the old in put-charge den sity. A brief flowchart is give n below.（参自 Manual P105 页）Initial gurssed pi（l and %set up Hamiltonian （the matrixDone15 Pi. from p.«nd old般情况下，th

6、e 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 exactwavefunctions 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,

7、 the Bloch theorem does not apply, hence there is no n eed to use more tha n one sin gle k-po int. Whe n more k-po ints 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） 贋势好的判断标准：计算得到的OUTCAR文件中的“ energy without entropy”能量值在 -0

8、.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 WAVECARfori in 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600docat > INCAR <<!SYSTEM = bcc FeENCUT = $iISTART = 0 ; ICHARG = 2ISMEAR = -5PREC = Accurate!echo "ENCUT = $i eV" time vaspE=$(grep "TOTEN" OUTC

9、AR | tail -1| awk 'pri ntf "%12.6f n", $5')echo $i $E >> comme ntdone2、POSCAR 文件：bcc Fe2.8661.000.000.000.001.000.000.000.001.002Direct0 0 00.5 0.5 0.53、KPOINTS 文件：Automatic gen erati on0Mon khorst-Pack9 9 90.0 0.0 0.04、POTCAR 文件：（略）（二）计算任务执行方法：输入：dos2unix optencut.shbash opt

10、e ncut.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 FeENCUT = 450.00 eVISTART = 0 ; ICHARG = 2 ISMEAR = -5PREC = Accurate2、POSCAR 文件：bcc Fe2.8661.000.000.000.001.000.000.000.001.002Direct0 0 00.5 0.5 0.53、用脚本程序optkpoints.sh代替KP

11、OINTS文件：rm WAVECARfor i in 5 7 9 11 13 15docat > KPOINTS <<!Automatic gen erati on0Mon khorst-pack$i $i $i0.0 0.0 0.0!echo " k mesh = $i x $i x $i" time vaspE=$（grep "TOTEN" OUTCAR | tail -1| awk 'pri ntf "%12.6f n", $5'）KP=$（grep "irreducible"

12、; OUTCAR | tail -1| awk 'pri ntf "%5i n", $2'）echo $i $KP $E >> comme ntdone4、POTCAR 文件：（略）（二）计算任务执行方法：输入：dos2unix optkpoints.shbash optkpo in ts.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c值)：(一) 为什么要优化SIGMA值？若展宽c太小，则计算难以收敛；若展宽c太大，则

13、会产生多余的熵(entropy), 因此必须选择合适的 c值。(Too large smearing-parameters might result in a wrong total en ergy, small smeari ng parameters require a large k-po int 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c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，-

14、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 / = I and N = 2 leads to very similar results。4、c值一般在0

15、.10.3 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 IS

16、MEAR=0 in combi natio n 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 semic on ductors and in sulators, si nee it might cause problems. For in sulators 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 SIG

17、MA 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、用脚本稈序optsigma.sh代替INCAR文件：rm WAVECARfor i in 0.10 0.12 0.14 0.16 0.18 0.20 0.22 0.24 0.26 0.28 0.30 docat > INCAR <<!SYSTEM = bcc FeENCUT = 450GGA = 91ISTART = 0 ; ICHARG = 2ISMEAR = 0 ; SIGMA = $iPREC = Accurate!echo " SIGMA = $i

18、eV " time vaspTS=$(grep "EENTRO" OUTCAR | tail -1 | awk 'printf "%12.6f n", $5') echo $i $TS >> commentdone2、POSCAR 文件：bcc Fe2.8661.000.000.000.001.000.000.000.001.002 Direct 0 0 0 0.5 0.5 0.53、KPOINTS 文件：Automatic generation0Monkhorst-Pack9 9 90.0 0.0 0.04、POTCAR 文件：(略)(四)计算任务执行方法：输入： dos2unix optsigma.shbash optsigma.sh(五