VASP実践マニュアル

エラーメッセージを考慮する重要なコマンド：dos2unix

POTCAR の一般的なパラメータの説明：

VRHFIN は元素の価電子配置を表示するためのものであり、周期表を暗記している場合は、このパラメータを無視しても構いません。
LEXCH はこの POTCAR が GGA-PBE 関数に対応していることを示しています。INCAR で関数を設定しない場合、デフォルトでこのパラメータを使用します。
TITEL は要素と POTCAR のリリース日を指します。
ZVAL は実際の POTCAR の価電子の数を指し、特に Bader 電荷解析を行う場合に非常に重要です。
ENMAX はデフォルトのカットオフエネルギーを表します。INCAR の ENCUT パラメータと関連しています。

カーテシアン座標から直交座標に系を変換するには、シングルポイント計算を行うことができます。なぜなら、CONTCAR の結果は直交座標系であるからです。

電子構造最適化：電子ステップ
幾何構造最適化：イオンステップ

電子ステップ（SCF）：EDIFF <=> NELM
イオンステップ（構造最適化）：EDIFFG <=> NSW

電子反復自己無撞着法：DAV（Blocked Davidson algorithm）、RMM（residual minimization scheme）、CG（conjugate-gradient algorithm）など、ICNAR で ALGO を調整します。

スピン極化パラメータの設定（ISPIN=1 でスピン極化をオフにする；ISPIN=2 でスピン極化をオンにする）：
以下の場合にスピン極化を考慮してください：

単原子の計算
O2 分子（基底状態がトリプレット状態）
ラジカルに関連する計算
Fe、Co、Ni を含む系
計算する系が磁性を持つ場合：常磁性、強磁性、反強磁性など、スピン極化をオンにする必要があります。
系の電子特性に関心がある場合、かつ追加するかどうかわからない場合は、追加することをお勧めします。

結晶の対称性を変更することは、原子の電子構造計算にとって非常に重要です。対称性パラメータ（ISYM=0 の場合、対称性を考慮しない）だけでは十分ではありません（限定的な効果しかありません）。

ISMEAR：
金属系：
一般的には ISMEAR=0 または整数 1、2 を使用します。
SIGMA=0.1 で十分です。
気相分子：
ISMEAR=0
SIGMA=0.02 を参考値として使用します（少し小さくする必要があります）。

EDIFF および EDIFFG：
それぞれ電子ステップの収束基準とイオンステップの収束基準に対応します。EDIFFG には 1e-5 を使用し、EDIFFG には - 0.01 を使用します（注意：負号を付けること）。小さな系では力による基準を使用し、大きな系ではエネルギーによる基準を使用します（1e-4 で十分で、電子ステップの収束精度 ×10）。

IBRION：
分子最適化には必要です。
一般的に、構造を最適化する場合は 3 つの選択肢があります：
IBRION=3：初期構造が非常に悪い場合；
IBRION=2：共役勾配法アルゴリズムで、非常に信頼性の高い選択肢であり、通常は問題ありません。
IBRION=1：安定した構造の検索に使用される小規模な範囲で使用されます。

IBRION=5：振動周波数計算。この場合、POTIM にはより小さい値を使用し、EDIFF にはより厳密な値を使用し、NFREE=2 を追加します。これは、ある方向での正方向および逆方向の運動を示します（注意：NCORE をコメントアウトするのが最善です。そうしないと、1 ステップしか計算できません）。

MAGMOM：
初期磁気モーメントの設定。単純な磁性体系の場合、ISPIN=2、MAGMOM の設定は必要ありません。系の磁気モーメントがわからない場合は、原子の化学的環境に基づいて、結合状況に基づいて、おおよその未対の電子の数を推測し、未対の電子の数 ×1.5（注意：前半は数、後半は磁気モーメント）を使用します。
MAGMOM=10*-2- 10 個の原子があり、各原子の初期磁気モーメントは - 2 です。

POTIM：
イオン間相互作用力の計算時に、最適化ステップでイオンの移動の大きさを制御します。
IBRION=2 の前提条件で使用されます。初期構造が良好な場合は任意ですが、初期構造が悪い場合は小さな値（POTIM=0.05 が参考値）を設定する必要があります。

ENCUT：
1.3*EMAX で十分です。

ISTART：
0：波動関数（軌道）を自動生成します。
1：WAVECAR ファイルから軌道情報を読み取ります。読み取れない場合は自動生成し、新しい設定に基づいて平面波基底を再生成します。
2：WAVECAR ファイルから軌道情報を読み取ります。読み取れない場合は自動生成し、古い平面波基底を使用します。

NCORE：
経験則によると、NCORE = 単一ノードのコア数 / 2 の場合、最も時間が節約され、設定も最も簡単です。スーパーコンピュータに提出する場合は 40/2=20 を使用します。周波数計算の場合はコメントアウトしてください！（そうしないと、1 ステップしか計算できません。理由は不明です）。（単一点計算の場合もコメントアウトしてください！そうしないと問題が発生する可能性があります）（注意して使用してください！お勧めしません！）

chemspider から PSOCAR を取得する際には、座標がデカルト座標（Cartesian）であるか分数座標（Direct）であるかに注意してください。分数座標では、すべての要素の値が 1 未満であることに注意してください。

原子の固定操作：

要素の数の後に select キーワード S を追加します。
対応する原子の座標の最後の T/F の設定で固定（F）またはリラックス（T）を制御します。

振動周波数計算のポイント：

vasp の振動周波数計算

conventional cell と primitive cell の違い：
conventional cell は結晶材料の計算でよく使用され、選択したセルは視覚的に非常に対称的であり、重複する原子が存在することがあります。つまり、それは結晶の最小の繰り返し単位ではありません。（一般的には conventional cell を使用します）
primitive cell は結晶の最小の繰り返し単位です。

K 点設定に関する経験則：

K * a = 約 45 の範囲で十分です

K 点の設定

LREAL：
実空間での投影（Auto など）または逆空間（.FALSE.）での評価を決定します。20 個以上の原子を含むシステムでは、実空間投影スキームを使用することをお勧めします。通常、LREAL=Auto（VASP.4.4 以降のバージョン）および LREAL=On（その他のすべてのバージョン）を使用することをお勧めします... 通常、LREAL=Auto を使用すると最適なパフォーマンスが得られますが、パフォーマンスが重要でない場合は、LREAL=.TRUE. も使用できます。計算時には、原子数と後続の計算に基づいて LREAL の値を選択する必要があります。LREAL=.FALSE. および LREAL=ON/.TRUE. で計算された結果をエネルギー比較することはできません。

NELM：
電子 SC（自己無撞着）ステップの最大数を設定します（デフォルトは 60）。通常、デフォルト値を変更する必要はありません：自己無撞着ループが 60 ステップ以内に収束しない場合、それはまったく収束しない可能性があります。この場合、IALGO または ALGO、LSUBROT、および混合パラメータを再考する必要があります。

ALGO：
電子の最小化アルゴリズムを指定します。または GW 計算のタイプを選択します。収束しない場合は、このパラメータを変更することを試してください。

ISIF：
応力テンソルを計算するかどうかを指定します。一般的には ISIF=2/3 を使用し、使用する場合は ENCUT を増やして誤差を減らします【格子定数に対して！】。

isif の設定

格子定数の計算が完了したら、この結果を基にして他の ENCUT 値を統一して計算することができます。つまり、格子定数を確定するステップだけが例外であり、他の場合は元の値を使用します。ISIF=3 を使用する場合、ENCUT を増やす必要があります。600 では十分ではなく、700 に上げ、700 でも十分ではない場合は 800 に上げます。計算が許容範囲内で耐えられる範囲で、できるだけ大きくすることが最善です！したがって、ISIF=3 と ENCUT の 2 つのパラメータは同時に使用する必要があります。
結晶セルの最適化では、通常は ISIF=3 を使用します。
スラブモデルの最適化では、ISIF=2 を使用します。これは VASP のデフォルト値であり、設定する必要はありません。

スラブモデルの説明：
スラブモデルには 2 つのタイプがあります。1 つは上下の表面が対称的なもので、もう 1 つは非対称なものです。対称性のある構造は通常、多くの層が必要で、システムが大きいです。非対称な構造はシステムが小さいですが、偶極モーメントの影響があり、LDIPOL および IDIPOL の 2 つのパラメータを追加してこれを除去する必要があります：
ブロック体材料の計算では、後続の計算で同じ ENCUT、ENAUG、PREC、LREAL、ROPT を使用するように要求されることがよくあります。
一般的には Conventional cell を使用しますが、FCC の金属は Primitive Cell を使用することもできますが、他のシステムでは Primitive Cell から表面モデルを切り出すことに問題があります。
偶極補正：LDIPOL = .TRUE. ; IDIPOL = 3 スラブモデルには通常、このパラメータを追加する必要があります。
モデルを最適化する場合は、ベースレベルの原子を固定する必要があります！実際の環境では、触媒相は変わらないと見なされ、表面の原子のみが触媒反応に参加します。

スラブの固定の説明：
VASP では、原子を固定するには POSCAR で操作する必要があります。2 つの重要なポイントがあります：
1）POSCAR の 7 行目の後に行を追加し、その行の内容をSelective Dynamicsに変更します。VASP は最初の文字しか認識しないため、この行には S または s のみを追加することができます。また、この行を他の S で始まる単語に変更することもできます。たとえば、SB、Sexy BigBro、Super BigBro などです。
2）原子の座標の後に F または T を追加して固定または解放を制御します。座標には xyz の 3 つの値があるため、F または T を 3 つ使用する必要があります。特定の方向での原子の移動を許可し、他の方向で固定することができます。
F F F は xyz すべてを固定します。
T T T は xyz すべてを解放します。
F F T は xy 方向を固定し、z 方向のみ原子の移動を許可します。

PREC：
計算の精度モードを決定します。通常、ENCUT と互換性があります。PREC=High; ENCUT=1.3Emax;
振動周波数の計算時は PREC=Normal（vasp5. デフォルト）を使用します。

ICHARG：
ICHARG は VASP が初期電荷密度をどのように構築するかを決定します。
デフォルト：ISTART=0 の場合、ICHARG = 2

LCHARG および LWAVE：
LCHARG は電荷密度（CHGCAR および CHG ファイル）が書き込まれるかどうかを決定します。
LWAVE はウェーブ関数が計算の最後に WAVECAR ファイルに書き込まれるかどうかを決定します。