VASP简介.ppt

第一性原理电子结构计算软件 VASP 简介基本任务输入文件输出文件程序举例操作界面 简介 VASP是什么 全称ViennaAb initoSimulationPackage是目前材料模拟和计算材料科学研究中非常流行的商用软件之一 是一个采用平面波赝势 或缀加投影波 方法进行从头的分子动力学模拟的软件包 基于 有限温度下的 对电子气而言 局域密度近似 自由能作为电子气密度的泛函在每个MD时间步长内精确求解电子气的瞬时基态 基本任务 晶体的电子结构 如态密度 能带 电荷密度 计算晶体的磁学性质计算优化晶体的结构参数内部自由度弛豫结构弛豫表面体系的基本性质的计算 POTCARKPOINTSPOSCARINCAR 输入文件 pseudopotentailfile 赝势文件 软件本身具有 用时选择合理的即可 Brillouinzonesampling k点取样设置文件 structuraldata 描述体系结构的文件 steeringparameters 计算控制参数文件 INCAR输入文件 设置程序控制参数的值 System ISTART ENCUT NELM EDIFF EDIFFG GGA NPAR NSW IBRION ISIF ISYM LWAVE LCHARG等 例 静态计算 计算总能和自洽的电荷密度 时 经验推荐自己手动设置ENCUT SYSTEM ISTART ICHARG ISMEAR EDIFF PREC等的值 POSCAR输入文件 描述体系结构 例 SiC体系的POSCAR文件 第七行以字母D开头表示下面的是分数坐标 如果是以C或K开头表示下面的坐标是卡笛尔坐标 如何写出具有复杂结构的晶体的POSCAR a 查到该晶体的晶格常数 空间群和乌科夫 Wyckoff 坐标 b 用MaterialStudio中Crystalbuilder或其他的晶体学软件画出晶体 并得到各个原子的坐标 c 根据空间群国际表写出各等价位置 d 晶体数据库 目前常采用的是利用MaterialsStudio中的CASTEP模块得到结构的数据 具体操作如下图 按普通格式手动输入各个k点 推荐用在计算能带时 KPOINTS输入文件 控制K点的选取方式 POTCAR输入文件 赝势文件 Si的一种势函数的部分内容USSi4 00000000000000000parametersfromPSCTRare VRHFIN Si s2p2LEXCH CAEATOM 115 7612eV 8 5082RyGGA 1 4125 1 4408 0293 9884eVTITEL USSiLULTRA TuseultrasoftPP IUNSCR 1unscreen 0 lin1 nonlin2 noRPACOR 1 580partialcoreradiusPOMASS 28 085 ZVAL 4 000massandvalenzRCORE 2 480outmostcutoffradiusRWIGS 2 480 RWIGS 1 312wigner seitzradius auA ENMAX 150 544 ENMIN 112 908eVEAUG 241 945 输出文件 OUTCAR 最主要的输出文件DOSCAR 电子态密度文件EIGENVAL 本征值文件OSZICAR 每次迭代或原子迟豫 或MD 的信息CHG和CHGCAR 电荷密度文件WAVECAR 波函数文件CONTCAR 原子迟豫或MD后的体系结构文件IBZKPT 布里渊区中的k点PCDAT 对关联函数XDATCAR 在MD时 原子位置变化的跟踪文件PROCAR和PROOUT 波函数投影或分解的文件LOCPOT 总的局域势ELFCAR 电子局域函数 程序举例 用VASP求Mg的电子态密度和能带 分如下几步 1 生成4个输入文件 POSCAR POTCAR INCAR KPOINTS 2 优化晶格参数 求出能量最低所对应的晶格参数 3 固定晶格参数 求出能态密度 DOSCAR 确定费米能量 4 修改KPOINTS和INCAR输入文件 固定电荷密度 做非自洽计算 得到输出文件EIGENVAL 5 提取数据 画图 1 生成4个输入文件 POSCARPOTCARKPOINTSINCAR System hcpMgISTART 0ENCUT 150 0NELM 200EDIFF 1E 04EDIFFG 0 02NPAR 4NSW 1IBRION 2ISIF 2ISYM 1 K Points0MonkhorstPack212121000 VASP提供各种POTCAR Hcp Mg3 2080 5 0 86600 50 86600 00 01 62Direct0 00 00 00 666670 333330 5 2 优化晶格参数 求出能量最低所对应的晶格参数 固定晶格参数 求出能态密度 DOSCAR 确定费米能量找到平衡晶格常数后 把该值写入到POSCAR文件中 并增加K点数作一个离子步自洽计算 NSW 0 IBRION 1 ii 从DOSCAR输出文件中读出态密度和费米能级 费米能级也可从OUTCAR中读出 态密度图 4 做非自洽计算 求电子结构 修改INCAR文件 将参数ICHARG设为11修改KPOINTS输入文件运行VASP程序 从输出文件EIGENVAL中提出电子结构作图 能带图 电荷密度图 Be 0001 操作界面