VASP使用总结Word文档格式.docx
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VASP使用总结Word文档格式.docx
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软的精度低,容易收敛,但节省计算时间。
另一种情况:
如3,这是把f电子放入核内处理,对于来说,f电子恰好半满。
所以把f电子作为价电子处理的赝势还是蛮好的(类似还有,全满)。
(相对其他的4f元素来说,至于把f电子作为芯内处理,是以前对4f元素的通用做法。
计算结果挺好)
常用的做法是:
用两种赝势测试一下对自己所关心的问题的影响情况。
在影响不大的情况下,选用不含4f电子的赝势(即后缀是3),一来减少计算量,二来避免对4f电子的处理。
【1.赝势的选择:
的赝势文件放在目录下,可以看到该目录又包含五个子目录,其中每一个子目录对应一种赝势形式。
赝势按产生方法可以分为(,其中大部分是,)和()。
按交换关联函数的不同又可以有()和(),其中之下又可以再分为91和。
以上各个目录对应起来分别是>
;
>
,91;
,。
选择某个目录进去,我们还会发现对应每种元素往往还会有多种赝势存在。
这是因为根据对截断能量的选取不同还可以分为,或者根据半芯态的不同还可以分为的不同。
一般推荐选取。
其中各个元素具体推荐哪种形式的赝势可以参考中有关赝势部分的。
当然自己能测试之后在选择是最好不过的了,以后再聊。
2的建立:
选好哪一种赝势之后,进入对应的目录,你会看到里边有这么几个文件,。
我们需要的是第一个。
把它解压,如>
。
对元素我们也可以类似得到一个文件。
用命令或者命令把这两个文件都移到我们的工作目录里。
然后再用命令把这两个文件合并在一起,如>
,这样就得到了我们需要的。
同理,有多个元素的也可以这样产生。
这里需要注意的是,记住元素的排列顺序,以后在里各个元素的排列就是按着这里来的。
】
1、测试
计算的参数,比如或,肯定是取的越多越准确,但相对的计算量就会增加,为了既保证计算的精确度,又尽可能的减少计算量,所以进行收敛测试,比较不同的参数,所得的两者的差值,差值符合误差的范围,就认为已经收敛。
中收敛测试主要是测试截断能和K点,(注意:
按照经验,先优化K点,且根据,K<
8时优先选用偶数。
)优化K点时,取为中的就可以了,做完了K点测试之后,再做的搜寻比较好。
具有单点能计算的功能。
也就是说,对一个给定的固定不变的结构(包括原子、分子、表面或体材料)能够计算其总能,即静态计算功能。
计算单点能,一般都能得到结果,是否收敛是比较两个计算结果得到的结论,而能否出计算结果应该是对某个确定的计算而言。
本人就是通过计算单点能来测试截断能和K点的,先设置一个K点,然后改变截断能来计算单点能(总能即,也可以说是自由能);
同样的道理,设置一个截断能然后,改变K(K点网格)点,计算单点能。
将不同参数下获得的能量整理出来,画成曲线,当能量趋于平稳,即接近收敛时(最小能),此时的结构达到了稳定状态,也就是处于基态。
在能量趋于稳定状态的前提下,来看相邻两个参数对应的能量的差值,当两者之差值在误差允许的范围内(一般差值在0.001左右,除非结构比较大),此时对应的参数就是我们所需要的。
之所以采用计算单点能来测试,是因为单点能计算速度快,需要的参数最少,最多只要在文件中设置一下合适的K点或者在文件中给定一个截断能就可以了。
而且其他参数取默认值就好了。
还有一个参数就是电子步的收敛标准的设置,默认值为14,一般不需要修改这个值。
具体来说要计算单点能,只要在中设置1(默认)也就是让离子不移动就可以了,单点能一般都是0。
(其实就选用默认值就可以)点计算就是将所有的迟豫参数去掉,原子已经位于理想的位置。
此时得到的能量为点能量。
总能计算推荐使用5,尤其是对于半导体和绝缘体。
除非你的原胞非常大,K点很少,才采用0,0.05
(1).我所说的几何优化,具体到中为,几何优化时,通过微调原子坐标使能量最低,当然你可以选择是否优化晶格,但对于计算参数(主要是)的收敛测试,主要是测试计算参数对能量计算的影响,因此不需要优化结构;
(2).参数收敛测试的目的是:
既能准确的计算能量,又使计算量最低。
从这个目的出发,在收敛测试时,根据相关文献,比如测试,先选取一较大的,然后把依次从低到高,将计算的结果与最高的值进行比较(一般认为等越高,越接近于真实情况,但计算量相对也增加),如果能量收敛了——符合收敛标准,那就认为测试完成;
结构弛豫的判据一般有两种选择:
能量和力。
这两者是相关的,理想情况下,能量收敛到基态,力也应该是收敛到平衡态的。
但是数值计算过程上的差异导致以二者为判据的收敛速度差异很大,力收敛速度绝大部分情况下都慢于能量收敛速度。
这是因为力的计算是在能量的基础上进行的,能量对坐标的一阶导数得到力。
计算量的增大和误差的传递导致力收敛慢。
【结构优化又叫结构弛豫(),是指通过对体系的坐标进行调整,使得其能量或内力达到最小的过程,与动力学退火不同,它是一种在0K下用原子间静力进行优化的方法。
可以认为结构优化后的结构是相对稳定的基态结构,能够在实验之中获得的几率要大些(当然这只是理论计算的结果,必须由实验来验证)。
一般要做弛豫计算,需要设置弛豫收敛标准,也就是告诉系统收敛达成的判据(),当系统检测到能量变化减小到一个确定值时例如13时视为收敛中断计算,移动离子位置尝试进行下一步计算。
这个值可以为负,例如0.02,这时的收敛标准是当系统发现所有离子间作用力都小于给定的数值,如0.02时视为收敛而中断。
弛豫计算主要有两种方式:
准牛顿方法()和共轭梯度法()两种。
准牛顿方法计算速度较快,适合于初始结构与平衡结构(势能面上全局最小值)比较接近的情况,而方法慢一些,找到全局最小的可能性也要大一些。
选择方法为1时为准牛顿方法而2时为方法。
具体来说要做弛豫计算,设置1或者2就可以了,其它参数根据需要来设置。
是进行弛豫的最大步数,例如设置100,当计算在100步之内达到收敛时计算自动中断,而100步内没有达到收敛的话系统将在第100步后强制中止(平常计算步数不会超过100步,超过100步可能是计算的体系出了问题)。
参数通常可以从文献中发现,例如收敛标准等。
有的时候我们需要一些带限制条件的弛豫计算,例如冻结部分原子、限制自旋的计算等等。
冻结部分原子可以在文件中设置来实现。
自旋多重度限制可以在中以选项来设置。
另外选项可以控制弛豫时的晶胞变化情况,例如晶胞的形状和体积等。
)】
1、四个输入文件
使用计算,首先要熟悉并设置好四个输入文件:
、、、。
(1):
要借助()软件,在中搭建好结构,选择
→→→→保存在一个磁盘下,保存类型选为,即将结构图保存为格式。
(如图所示)
先安装一个软件(系统下的就行),打开软件,并打开这个图标就是以下左图所示的窗口,然后将上一步保存的格式的模型导入这个窗口,可以直接拖进来(或者通过)。
便出现右图。
在中点击
→→选择→→将模型保存到一个文件下,并将保存类型选为如图所示的的格式,
,坐标就选取分数坐标,点击,将文件名改为就好了。
如下图:
打开→→点击→→输入用户名(如08)→→点击→→输入密码(6个1)→→点击。
如图所示,可以在界面上输入(查看是否有任务在进行),退出同时按和C。
点击可以与后台连起来(同32),在根目录下建立自己计算的文件夹,并将拖入文件夹。
(2).
先将势库放入连接的后台文件夹下,然后在打开的界面中找到势库中计算所需要的势,然后解压并添加到中,在界面中输入的具体步骤是:
第一步:
回车→→空回车→→回车→→势文件夹→→回车→→空回车→→回车→→空→→回车→→空空>
回车,就会发现已将所需的势解压出来了,
第二步:
就是将解压出来的各元素的势都添加到中,步骤如下:
空空空B空空>
回车(注意这里边各元素的添加顺序一定要与中的一致,如图所示),发现已经出现了这个文件夹。
(3)
是设置最简单的,只需要在原来的文件中修改K点网格数就可以了,这个根据计算的实际情况而定。
(一般可以依据中的调整来设置不同的K点)如下为该文件:
(4)
是一个非常重要的输入文件,也是最难设置的。
如图所示,第一行不不重要,只是一个名称。
=0是指开始新的计算;
=2是指从原子的电荷密度重叠构造初始电荷密度
=0是指采用高斯方法;
0.1是指展宽为0.1
=380是指平面波的截断能为380
=6;
(等于6时是计算弹性性质;
等于2时是在优化);
3是有化参数(大于等于3时是计算弹性性质);
15是计算的步数
和是电子和离子收敛精度
是计算精度(对应中、、等)
因次,中的参数需要根据实际情况来设置,在这里也不便多说。
2、输出文件的查看和指令
输出文件有、、等。
查看输出文件(不在界面显示结果,看完了输入或者回车就退出了)
用查看时(会将结果显示在界面)
文件主要是优化完的结果文件(就是将文件改为文件进行下一步计算)
文件主要是查看一次性测试完截断能的结果文件。
文件包含计算的绝大部分结果文件。
查看所计算体系的体积时,使用命令:
空””空回车
查看所计算体系的总能时,使用命令:
空“”空空空空1回车,如图所示
若是是用脚本测试截断能,则在中查看结果,即:
空回车,如下图所示
查看弹性常数时:
第一种:
可以用脚本来提取(即在计算的文件夹下放入提取弹性常数的脚本,待计算完毕的时候,输入空,在界面上就出现结果了。
第二种:
空空回车
第二步:
空空空空“”(将界面上出现的结果文件粘贴到这儿)回车(就会显示一些有代码的结果文件),如:
473711(矩阵行列起始)及文件名
第三步:
空空“473711,473731”(弹性常数所处的行数)空(就会显示出弹性常数)回车
3、计算单点能
计算单点能通常是用来测试和K点的
(1)测试截断能
第一种方法:
都比较简单,就是按照前面所说的方法步骤弄就可以了(注意中添加势的时候要与中的元素顺序一致)。
最重要的是和中参数的设置:
=
=300
=0;
=2
=0.1
=2;
3;
15
=0.104
=-13
=
以上是中的参数设置,对于计算单点能时,只需要将设置一下,=2;
15(这一行标注了意思就是取默认值),对于则只需要设置K点网格就可以了。
设置好之后,先按退出键→→输入回车,就是保存并退出
运行指令:
1.6.5空–n空10空空>
空&
或者也可以采用脚本进行后台运行,即在计算文件夹中放入脚本,然后直接输入空回车就可以了
计算完毕查看结果的时候,使用命令:
空“”空空空空1回车,此时出来的就是最后一个的能量值,若想看倒数5个的能量值,可以输入:
空“”空空空空5回车,就可以看到了。
如果想看开始几行的只需要将命令改为:
空“”空空空空5回车,即可。
第二种方法:
若采用脚本来一次型测试的话和不变,选好一个K点,然后使用脚本来进行优化,以下为该脚本内容。
测试之前要进行修改,空回车,输入i,按上下左右键进行修改设置。
i200250300350380400420440(此处需要设置截断能)
<
!
=(修改名称)
=$i
6;
=-13)
=(中间高亮这部分其实就是中的内容,注意若这部分中有原来的内容要先将其删掉,还有要将原中的380删掉,已经不需要了,并且后面的”!
”号不能删)
"
$i"
1.6.510(运行指令,若在后面加上>
&
就是在后台运行)
$("
"
|-1'
{"
%12.6f\n"
$5}'
)
$i$E>
>
将也设置好之后然后输入空回车就开始运行了
注意用脚本来测试截断能的时候,不再需要文件,文件夹中只需要、、、就可以了,中已经包含了,计算完后,结果文件中会出现一个文件。
然后输入空就可以查看计算结果了。
通常是用计算单点能来测试截断能和K点,主要是先选取一个合适的截断能(可以选取中的截断能),然后设置不同的K点来计算单点能(),将所得的能量整理出来画成一条曲线.同样的道理测试截断能,选择合适的k点,改变不同的截断能来计算。
(2)测试K点
测试k点就比较容易了,和不变,将中参数进行修改,如下所示,将高亮部分进行修改,
15(要用#号标注,意思是采用默认值)
然后就设置不同的k点网格,设置好之后,先按退出键→→输入回车,就是保存并退出
然后进行计算就了,运行指令:
待把和K点测试好之后,就可以进行结构优化了。
的设置不用变,中K点改为测试好的那个。
重要的是中的参数设置,如下所示,只需要将这一行的标注#去掉,并设为=2;
3,其他的取默认值即可。
=300(改为测试出来的)
15(将这一行的标注#去掉,并设为=2;
3,)
然后就可以运行了,运行指令:
将进行优化后的结果进行分析,即将优化出的晶格常数跟实验值进行比较,若误差小于2%,(如果能更小最好),则优化结果合理,即所选参数恰当。
计算弹性常数步骤:
将优化后得到的结果文件改为作为下一步计算所需的,就选择测试出来的参数,不变。
重要的是,如下为的内容,其他的保持不变。
:
=3294B10
=380
=6;
=3;
=15(算弹性常数时,=6;
=3)
=-13
=
设置好之后,先按退出键→→输入回车,就是保存并退出。
若是不保存只是退出为””,强制退出“!
”.
此时就可以进行运算了,运行指令:
待计算结果完毕后,查看结果指令
第三步:
6、一些常用指令:
建立文件夹空文件夹名
建立文件空文件名
删除空要删除的东西
移动空文件名空文件夹名回车
解压空空被解压的东西回车
运行空文件
编辑空要编辑的文件
复制空文件空文件夹名
删除多个文件,采用脚本,具体步骤如下:
第一步、空回车
第二步、先按一个i,再输入空空要删除的文件,把不需要删除的文件,在此掉,然后保存并推出“”回车
第三步、空回车即可
闭任务空或者是空地址(213)
查看地址回车
在另一个节点下查看其中某一个节点是否有任务:
空192.9.200.212(地址)回车
输入,回车
就可以了
心得体会:
在对材料进行其他性质的计算之前,要对结构先进行优化包括能量最小化和结构稳定性优化。
进行计算可包括三步:
第一步,搭建结构,建立周期性晶胞;
第二步,对建立的结构进行优化,其中包括电子能量最小化和几何结构稳定化(其实就是用能量最小化的方法来测试和K点,然后用测试出的良好参数进行几何优化);
第三步,进行计算其他的性质。
这就是第一性原理的方法,计算也是同样的步骤。
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