用VASP46计算晶体硅能带实例Word文档下载推荐.docx
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charge:
1-file2-atom10-const
ISPIN=
1
spinpolarizedcalculation?
ElectronicRelaxation1
NELM
=
90;
NELMIN=8;
NELMDL=10
#ofELMsteps
EDIFF=0.1E-03
stopping-criterionforELM
LREAL=.FALSE.
real-spaceprojection
Ionicrelaxation
EDIFFG=0.1E-02
stopping-criterionforIOM
NSW
numberofstepsforIOM
IBRION=
ionicrelax:
0-MD1-quasi-New2-CG
ISIF
stressandrelaxation
POTIM=
0.10
time-stepforionic-motion
TEIN
0.0
initialtemperature
TEBEG=
0.0;
TEEND=
0.0temperatureduringrun
DOSrelatedvalues:
ISMEAR=
0;
SIGMA=
0.10broadeningineV-4-tet-1-fermi0-gaus
Electronicrelaxation2(details)
Writeflags
LWAVE=
T
writeWAVECAR
LCHARG=
writeCHGCAR
VASP给INCAR文件中的很多参数都设置了默认值,所以如果你对参数不熟悉,可以直接用默认的参数值。
比如在这个例子中,下面的比较简单的INCAR文件也可以完成任务:
KPOINT文件:
我们采用自动的Monkhorst-PackK点撒取方式。
对于类似于硅晶体的半导体材料,通常4x4x4的K点网格就够了。
MonkhorstPack
44
4
00
0
POSCAR文件:
我们采用FCC原胞,所以每个原胞包含两个硅原子
Si
5.38936
0.50.50.0
0.00.50.5
0.50.00.5
2
Cartesian
0.0000000000000
0.00000000000
0.0000000000000
0.2500000000000
0.25000000000
0.2500000000000
POTCAR文件
不需要进行任何改动,只需将POTCAR文件从正确的赝势库里拷贝过来就行了。
运行VASP进行完这一步的计算后,我们应该得到了自洽的电荷分布-CHGCAR文件。
为了得到能带结构,我们需要对指定的K点进行非自洽的计算,然后将信息汇总,得到E-K的能带关系。
步骤二.—在固定电子密度的情况下,得到选取K点的能量本征值。
我们需要修改一下INCAR文件中的部分参数
11
ICHARG=11表示从CHGCAR中读入电荷分布,并且在计算中保持不变。
我们还需要更改KPOINT文件,来指定我们感兴趣的某些高对称性的K点。
在VASP4.6中,这个可以通过Linemode来轻易实现.
k-pointsalonghighsymmetrylines
10!
10intersections
Line-mode
rec
0
!
gamma
0.50.50
X
0.00.00
0.50.50.5!
L
通过指定Line-mode,VASP会自动在起点和终点之间插入指定的K点数,比如上面的文件就是指定VASP计算沿着Gamma点到X点,以及Gamma点到L点的K点,每个方向上各取10个K点。
下图是硅晶体的第一布里渊区,标出了一些高对称性点。
作如上修改后,我们再次运行VASP,然后我们就可以从OUTCAR文件或者EIGENVAL文件里得到需要的每个K点的能级信息。
比如说EIGENVAL文件会有类似以下的输出
0.5555556E-010.5555556E-010.0000000E+000.5000000E-01
-6.8356
4.8911
3
5.0077
4
5.0079
5
7.6438
6
8.0693
7
8.0694
8
9.0057
第一行就是K点的倒空间的坐标,接下来的8行告诉我们在那个K点上的8个能级。
你可以通过EXCEL或者ORIGIN之类的画图软件可视化结果。
由于现在手头上已经有了每个K点的能级信息,则将这些K点的能级连接起来就是你所需要的能带图了。
下图是用以上步骤算得的硅的能带图。
我们可以看到硅并非是直接能隙的材料。
同时,由于我们用了LDA,所以硅的能隙和实验相比大大被低估了(实验为1.12eV,计算值~0.6eV)。
VASP计算ZnO能带及态密度
1.准备四个输入文件
POSCAR
INCAR
OUTCAR
KPOINTS
POSCAR:
从ms中导入ZnO结构,选择CASTEP,file,save,并保存成原包。
这样,得到一隐藏文件.cell,将它用编辑器打开,从中的到vasp所需的POSCAR信息,修改得到POSCAR。
system=ZnO
1
-0.02.3152.315
2.315
-0
2.315
2.3152.315
0.0
11
direct
0.250.250.25
POTCAR:
用paw-GGA的赝势,提取,O,Zn的赝势合并成一个赝势。
下面是INCAR
SYSTEM=ZnO
ENCUT=250
ISTART=0
ICHARG=2
ISMEAR=-5
PREC=Accurate
再下面KPOINTS
9*9*9
Monkhorst
999
000
至此,四文件已准备好,进行计算,
vasp&
(这里我有了第一个疑问,在这计算之前,是否需要某些参数的测试,比如截断能,晶格参数等,要的话,标准时什么?
还有,vasp运行后,如何知道结果是否满足要求呢?
)
下面进行静态计算
INCAR:
ISTART=0,ICHARG=2,ISMEAR=-5,ENCUT=400,
只修改了INICAR,其余文件不变,vasp&
3.求DOS
ISTART=1,ICHARG=11,RWIGS=0.82
1.27
LORBIT=11,其余的同上,
KPOINTS:
增加K点:
准备好文件后计算,vasp&
,任务进行时出现错误提示行,但是任务能继续进行:
Warning:
stressandforcesarenotcorrect
POSCARINCARandKPOINTSokstartingsetup
不知哪里有问题?
运行完了后,用split_dos进行DOS分割,,出现错误提示(提示将放在楼下~~)
得到了DOS0DOS1DOS2三个文件,但是DOS1DOS2相同,错在哪里?
DOS0
DOS1DOS2文件如何理解?
?
4.求能带结构
最后求能带结构,INCAR文件修改如下:
ENCUT=400
ISTART=1
ICHARG=11
ISMEAR=0
KPOINTS文件修改结果:
kpointsalonghighsymmetrylines
10
line
0.500.5
0.50.50.25
0.50.50.5
设置这些之后,计算,vasp&
从EIGENVAL文件得到能带信息,通过oringin画能带图,DOS图。
(图将放在楼下!
大概的过程就是这样,可能有高手会说了,应该看说明,我真的学习了,但是理论和实践还是有好大差距,所以,希望大家,高手,不吝赐教!
也为后来的人留个基础帖
VASP是固体物理程序中非常稳定,性能优秀的软件之一,被广泛的用于固体性质的计算。
在这里,我们以Pt金属为例,介绍如何用VASP计算并且可视化VASP的能带计算结果。
进行能带计算首先要进行正常的自洽的计算。
主要目的是得到能带计算所需要的基态的电荷密度文件。
所以必须保证LCHARG=.TRUE.。
可以用如下的INCAR文件和KPOINTS文件。
INCAR
Pt-bulk
PREC=High
NSW
=50
numberofstepsfor
IBRION=2
conjugate-gradient
ISMEAR=1
SIGMA=0.2
LCHARG=.TRUE.
kpoints
12
1212
进行完自恰计算后,用以下的INCAR文件进行能带结构的计算。
关键是要保持自洽的电荷密度不变,即ICHARG=11。
NWRITE=1
IonicRelaxation
=0
IBRION=-1
conjugate-gradientalgorithm
ISMEAR=0
ICHARG=11
KPOINTS文件如下,我们选取了5个高对称方向,每个方向上21个K点来构建能带图。
21
21intersections
cart
000
100
10.50
W
10.50!
0.50.50.5
110
K
得到的OUTCAR文件里就包含了各个指定K点所对应的能级,也就是我们常说的能带结构。
E-fermi:
7.4279
XC(G=0):
-13.2605
alpha+bet:
-12.7584
addalpha+bettogetabsoluteigenvalues
k-point
1:
0.0000
0.0000
bandNo.bandenergies
occupation
-2.4770
2.00000
3.7825
5.7731
22.8395
0.00000
27.5743
9
27.5744
2:
0.0250
0.0250
-2.4444
3.7614
3.7990
5.7500
5.7816
22.8879
27.4306
27.5713
…....
中间省略部分
…….
k-point105:
0.5000
1.0000
0.6467
1.1067
2.00000
7.3042
1.61813
7.8021
0.00814
9.2022
15.7878
18.8190
可见,OUTCAR文件里包含了我们在KPOINTS中指定的105个K点。
将VASP的OUTCAR里的能带信息可视化通常是个比较头疼的事,如果要将这些信息粘贴到Origin之类的软件里进行可视化,需要大量的数据格式处理。
这里我们教大家用awk文本处理程序和gnuplot画图程序简单快捷地画VASP的能带结构图。
我们在这里将不详细介绍awk或者gnuplot的语法和功能,而仅仅给出一个用它们画VASP能带图的解决方案。
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- VASP46 计算 晶体 能带 实例