Milo Guo

教程-知识分享-成长积累

使用VASP进行二维材料气体吸附的模拟

VASP全称Vienna Ab initio Simulation Package的,是一种常用的第一性原理计算软件包,用于计算材料的电子结构和相关性质。它基于密度泛函理论(Density functional theory, DFT),采用平面波基组和赝势方法,可以计算材料的结构、能带、密度、电荷密度、磁性、光学性质等多种物理量。VASP广泛应用于材料科学、物理学、化学、地球科学等领域的研究中。本文不探讨原理,仅作为一个实例的描述用以帮助类似问题的解决。

参考文献:
1. https://www.vasp.at/

Step0 VASP的输入与输出文件

VASP的输入与输出文件无任何后缀,直接用记事本编辑一个TXT文本并保存,然后将文件名改为无后缀的名称为的文件即可,如INCAR,KPOINT,POSCAR等。

INCAR

INCAR是VASP软件的一个输入文件,用于控制VASP计算的各种参数和选项。INCAR文件包含了VASP计算的各种设置,如计算类型、体系结构、能量收敛标准、计算时间、电子相关参数等。在VASP计算之前,需要准备一个INCAR文件来指定所需的计算参数和选项。下面提供了一个标准的INCAR模板(使用时请酌情求改数据并删除”!”右侧的中文注释):

System = <Name>

NWRITE = 2     ! #OUTCAR 输出详细程度  越高越详细,defalut=2
LWAVE  =  .F.  ! #是否写入WAVECAR
LCHARG =  .F.  ! #是否写入write CHGCAR
LVTOT  =  .F.  ! #是否写入LOCPOT
NCORE = 64     ! #使用的核心数

Electronic relaxation
ALGO  =  Fast  ! #电子迭代计算波函数时使用的算法,Normal->IALGO=38 , Very_Fast->IALGO=48 , Fast->初相使用38,之后使用48
ISMEAR = 0     ! #占有数f的设置,-1-费米 0-高斯 1~N-N阶MP -2-从WAVECAR或INCAR读入并保持不变 -3-在SMEARINGS指定的参数之间循环 -4-四面体无布洛赫修正 -5-四面体有布洛赫修正  对于半导体、绝缘体考虑-5,有时使用0
SIGMA  = 0.05  ! #smearing 宽度,单位eV
PREC   = accurate  ! Precision parameter, typically "normal" or "accurate". set FFT mesh, cutoffs
ENCUT  = 400   ! sets energy cutoff that defines basis set. set plane-wave cutoff
ISTART = 0     ! start orbital calculation from scratch. 
EDIFF  = 1E-5  ! electronic convergence parameter
ISPIN  = 2     ! spin polarization? 1 = no, 2 = yes
NELM   = 100   ! maximum number of SCF cycles
IVDW   = 11    ! Tkatchenko-Scheffler vdW correction method
LDIPOL=.TRUE.
IDIPOL= 3
EFIELD= -0.002

Ionic relaxation
NSW    = 800    ! # of steps in optimization (default 0!)
ISIF   = 2     ! 0: relax ions, 1,2:relax ions,calc stresses, 3:relax ion+cell
IBRION = 2     ! optimization algorithm 1: quasi-NR, 2:CG algorithm for ions
POTIM  = 0.5   ! trial step in optimization
EDIFFG  = -0.02 ! convergence criterion, eV/Ang. Geometric convergence parameter

POSCAR

POSCAR用于确定体系中各个原子的位置以方便计算,通常先由Material Studio生成,之后再由VESTA转换为VASP所用的POSCAR。

Step1 生成POTCAR 与KOPINT

将用于计算的INCAR与POSCAR上传至VASP所在服务器,并确保VASPKIT已经安装。使用VASPKIT生成对应的POTCAR (103)并计算KPOINT (102, Gamma 0.03)即可。请注意在之后的提交作业请使用VASPKIT计算的KPOINT。

Step2 提交作业

使用服务器对应的提交命令提交并开始作业,注意监视任务状态并及时停止无法自洽的任务。至此我们便完成了VASP任务的创建与提交。

(待完善)

本文全部由本人原创

参考资料若侵权请联系我删除

本人对全文拥有最终解释权

若有其他疑问请邮件联系