報錯時考慮的重要命令:dos2unix
POTCAR 中常用參數說明:
- VRHFIN 用來看元素的價電子排布,如果你元素周期表倒背如流,可以忽略這個參數;
- LEXCH 表示這個 POTCAR 對應的是 GGA-PBE 泛函;如果 INCAR 中不設定泛函,則默認通過這個參數來設定
- TITEL 就不用說了,指的是哪個元素,以及 POTCAR 發布的時間;
- ZVAL 指的是實際上 POTCAR 中價電子的數目,尤其是做 Bader 電荷分析的時候,極其重要。
- ENMAX 代表默認的截斷能。與 INCAR 中的 ENCUT 這個參數相關。
如果想把體系從 Cartesian 轉化為 Direct,我們可以算一個單點。因為 CONTCAR 結果為 Direct 坐標系
電子結構優化:電子步
幾何結構優化:離子步
電子步(SCF):EDIFF<=>NELM
離子步(結構優化):EDIFFG<=>NSW
電子迭代自洽算法:DAV(Blocked Davidson algorithm)、RMM(residual minimization scheme)、CG(conjugate-gradient algorithm)等等,在 ICNAR 中通過 ALGO 調整
自旋極化參數設置(ISPIN=1,不打開自旋極化;=2 打開):
參照下列情況考慮自旋極化:
- 單原子的計算
- O2 分子 (基態為三重態)
- 自由基相關的計算
- 含 Fe,Co, Ni 的體系
- 要計算的體系具有磁性:順磁,鐵磁,反鐵磁等,要打開自旋極化
- 當關注體系的電子性質時,且自己不知道加或者不加的時候,建議加上
改變晶胞對稱性對於原子電子結構計算很重要,如果只用對稱性參數(ISYM=0 時,不考慮對稱性)進行描述是不夠的(只能起到有限的作用)
ISMEAR:
金屬體系:
ISMEAR 一般用 ISMEAR=0 或者整數 1,2 即可。
SIGMA =0.1 足夠
氣相分子
ISMEAR=0
SIGMA=0.02 參考值(要小一點)
EDIFF&EDIFFG:
分別對應電子步的收斂判據和離子步的收斂判據,其中 EDIFFG 取 1e-5 即可,EDIFFG 小體系用力的判據,取 - 0.01 即可(注意負號),大體系用能量作為判斷依據(1e-4 即可,電子步收斂精度 * 10)
IBRION:
進行分子優化時需要引入
一般來說,優化結構的時候有 3 個選擇:
IBRION=3:你的初始結構很差的時候;
IBRION=2:共軛梯度算法,很可靠的一個選擇,一般來說用它基本沒什麼問題。
IBRION=1:用於小範圍內穩定結構的搜索
IBRION=5:振動頻率計算,此時 POTIM 要使用更小的數值,EDIFF 需要更嚴格的值,加上 NFREE=2,表示在某方向正反方向運動要(注意:最好把 NCORE 註釋掉,不然只能算一步!)
MAGMOM:
初始磁矩設置,簡單的磁性體系,我們可以直接使用 ISPIN=2, MAGMOM 不必進行設置。不知道體系的磁矩是多少,可以根據原子所處的化學環境,根據成鍵情況,大體推測有多少個未成對電子,然後將未成對電子數目 * 1.5(注意!前面是數目,後面是磁矩)
MAGMOM = 10*-2
—— 有 10 個原子,每個原子的初始磁矩為 -2
POTIM:
計算離子間作用力時,控制優化步離子移動的大小。
應用前提是 IBRION=2,如果初始結構較好則隨意,初始結構較差需要設置小一點(POTIM=0.05 可以作為參考值)
ENCUT:
1.3*EMAX 即可
ISTART:
0 :自動生成波函數(軌道)
1 :讀取 WAVECAR 中的軌道信息,讀不到就自動生成,根據新的設定重新生成平面波基組。
2 :讀取 WAVECAR 中的軌道信息,讀不到就自動生成,使用舊的平面波基組。
NCORE:
大師兄經驗:NCORE = 單個節點核數 / 2 的時候,運行最省時間,設置也最方便。上交超算用 40/2=20。計算頻率的時候註釋掉!(不然只能算一步,原因不明)。(計算單點的時候也註釋掉!不然會出問題)(慎重使用!建議不用!)
從 chemspider 獲取 PSOCAR 的時候,注意給的坐標是笛卡爾(Cartesian)還是分數坐標(Direct),分數坐標各個元素均小於 1。
原子固定操作:
- 元素數目之後加入 select 關鍵字 S
- 通過對應原子坐標最後 T/F 的設置控制固定(F)與放鬆(T)
振動頻率計算要點:
conventional cell 和 primitive cell 的區別:
conventional cell 是搞晶體材料的經常用的,其特點是所選的 cell 在視覺上有非常好的對稱性,但裡面會存在重複的原子。也就是說,它不是晶體最小的重複單元。(一般用 conventional cell)
primitive cell 是晶體最小的重複單元。
關於 K 點設置的經驗:
K * a = 45 左右之間完全可以滿足要求
LREAL:
確定投影在實空間求值(Auto 等)還是在倒易空間(.FALSE.)求值
我們建議對包含 20 個以上原子的系統使用實空間投影方案。我們還建議只使用 LREAL=Auto(對於版本 VASP.4.4 和更新的版本)和 LREAL=On(對於所有其他版本)… 通常使用 LREAL=Auto 可以獲得最佳性能,但如果性能不是那麼重要,也可以使用 LREAL=.TRUE。
計算時要根據原子數的多少,以及後續的計算選擇 LREAL 的值。不能拿 LREAL=.FALSE. 和 LREAL=ON/.TRUE. 計算的結果進行能量比較。
NELM:
設置電子 SC(自一致性)步驟的最大數量(默認 60)。通常,不需要更改默認值:如果自一致性循環在 60 個步驟內沒有收斂,它可能根本不會收斂。在這種情況下,您應該重新考慮標記 IALGO 或 ALGO、LSUBROT 和混合參數。
ALGO:
指定電子最小化算法。或選擇 GW 計算的類型。計算不收斂的時候多嘗試修改這個參數。
ISIF:
是否計算應力張量。常用 ISIF=2/3,使用時需要增加 ENCUT 來減少誤差【針對晶格常數!】。
一旦我們計算完成晶格常數的計算後,可以在此結果基礎上,統一使用其他的 ENCUT 值進行計算。也就是只有確定晶格常數的這一步是個例外,其他情況還是用原來的值。使用 ISIF = 3 時,你腦子第一反應就是瘋狂地增加 ENCUT,600 不夠,上 700, 700 感覺不夠,上 800,在計算承受的範圍之內,越大越好! 因此 ISIF = 3 和 ENCUT 兩個參數必須同時出現。
晶胞優化的時候,一般用 ISIF=3;
slab 模型優化的時候,我們用 ISIF =2 ,也就是 VASP 的默認值,不用設置。
Slab 模型說明:
Slab 模型有兩種,一種是上下表面對稱的,一種是非對稱的。對稱性結構往往需要很多層,體系較大。 非對稱的結構體系較小,但存在偶極矩的影響,要注意加 LDIPOL 和 IDIPOL 這兩個參數來消除:
塊體材料計算時,為了後續計算其他性質,常常要求整個計算中使用相同的 ENCUT,ENAUG, PREC, LREAL, ROPT。
一般來說用 Conventional cell, FCC 的金屬可以用 Primitive Cell 但對於其他體系,通過 Primitive Cell 切出來表面模型有問題。
偶極矯正:LDIPOL = .TRUE. ; IDIPOL = 3 Slab 模型一般都需要加上這個參數
優化模型的時候需要考慮固定底層原子!在真實的環境下,催化劑體相看做是不變的,只有表面的原子參與催化反應。
Slab 固定說明:
VASP 中固定原子需要在 POSCAR 中進行操作。有兩個關鍵點:
1)在 POSCAR 的第 7 行後添加一行,改行內容為Selective Dynamics,VASP 只認第一個字母,你可以直接在這一行只加 S 或者 s。也可以換成其他的 S 開頭的單詞,比如 SB,Sexy BigBro , Super BigBro 等等;
2)在原子坐標後面加上 F 或者 T 表示固定或者放開,因為坐標有 xyz 三個數值,因此我們需要三個 F 或者 T。我們可以通過設置允許原子在某一方向上移動,而其他方向上固定。
F F F 表示 xyz 全部固定;
T T T 表示 xyz 全部放開,
F F T 表示 xy 方向固定,只允許原子在 z 方向上移動。
PREC:
確定計算的精度模式,常常與 ENCUT 兼容使用。PREC=High;ENCUT=1.3Emax;
計算頻率的時候 PREC=Normal(vasp5. 默認)
ICHARG:
ICHARG 確定 VASP 如何構造初始電荷密度。
Default: ICHARG = 2 if ISTART=0
LCHARG&LWAVE:
LCHARG determines whether the charge densities (files CHGCAR and CHG) are written.
LWAVE determines whether the wavefunctions are written to the WAVECAR file at the end of a run.