vasp参数详解.doc

转载VASP参数设置详解 已有 1283 次阅读 2011-9-15 14:26 |个人分类:vasp|系统分类:科研笔记转自小木虫，略有增减 软件主要功能：采用周期性边界条件（或超原胞模型）处理原子、分子、团簇、纳米线（或管）、薄膜、晶体、准晶和无定性材料，以及表面体系和固体l 计算材料的结构参数（键长、键角、晶格常数、原子位置等）和构型l 计算材料的状态方程和力学性质（体弹性模量和弹性常数）l 计算材料的电子结构（能级、电荷密度分布、能带、电子态密度和ELF）l 计算材料的光学性质l 计算材料的磁学性质l 计算材料的晶格动力学性质（声子谱等）l 表面体系的模拟（重构、表面态和STM模拟）l 从头分子动力学模拟l 计算材料的激发态（GW准粒子修正）计算主要的四个参数文件：INCAR ,POSCAR,POTCAR ,KPOINTS,下面简要介绍，详细权威的请参照手册INCAR文件：该文件控制VASP进行何种性质的计算，并设置了计算方法中一些重要的参数，这些参数主要包括以下几类：l 对所计算的体系进行注释：SYSTEMl 定义如何输入或构造初始的电荷密度和波函数：ISTART，ICHARG，INIWAVl 定义电子的优化 平面波切断动能和缀加电荷时的切断值：ENCUT，ENAUG 电子部分优化的方法：ALGO，IALGO，LDIAG 电荷密度混合的方法：IMIX，AMIX，AMIN，BMIX，AMIX_MAG，BMIX_MAG，WC，INIMIX，MIXPRE，MAXMIX 自洽迭代步数和收敛标准：NELM，NELMIN，NELMDL，EDIFFl 定义离子或原子的优化 原子位置优化的方法、移动的步长和步数：IBRION，NFREE，POTIM，NSW 分子动力学相关参数：SMASS，TEBEG，TEEND，POMASS，NBLOCK，KBLOCK，PSTRESS 离子弛豫收敛标准：EDIFFGl 定义态密度积分的方法和参数 smearing方法和参数：ISMEAR，SIGMA 计算态密度时能量范围和点数：EMIN，EMAX，NEDOS 计算分波态密度的参数：RWIGS，LORBITl 其它 计算精度控制：PREC 磁性计算：ISPIN，MAGMOM，NUPDOWN 交换关联函数：GGA，VOSKOWN 计算ELF和总的局域势：LELF，LVTOT 结构优化参数：ISIF 等等。主要参数说明如下：? SYSTEM：该输入文件所要执行的任务的名字。取值：字符串，缺省值：SYSTEM? NWRITE：输出内容详细程度。取值：04，缺省值：2如果是做长时间动力学计算的话，最好选0或1(首末步/每步核运动输出)，短时运算用2，选3则会在出错的时候给出说明信息。? ISTART：决定是否读取WAVECAR文件。取值：02，缺省0/1 for 无/有 前次计算的WAVECAR（波函数）0：begin from scratch，根据INIWAV初始化波函数1：restart with constant energy cut-off，从WAVECAR读取波函数（重定义平面波集）2：restart with constant basis set，从WAVECAR读取波函数（平面波集不变）? ICHARG：决定如何建立初始电荷密度。取值：02，缺省值: if ISTART=0 2 else 00：由初始波函数计算电荷密度1：从CHGCAR文件读取电荷密度2：使用原子电荷密度的叠加+10 非自洽计算? ISPIN：是否进行spin polarized calculation。取值：1，2（1-no，2-yes），缺省值：2? MAGMOM：在ICHARG=2或在CHGCAR中未包含磁化密度（ICHARG=1）时，指定每个原子的初始磁化时刻。取值：实数数组，缺省值: 对ISPIN=2 NIONS*1.0，对非共线型磁化体系 3*NIONS*1.0? INIWAV 如何设置初始波函数，只在ISTART=0时使用。取值：0，1（0-最低动能的平面波，1-随机数），缺省值：1。? IDIPOL 控制计算单极、偶极和四极修正。取值：14。13 只计算第一/二/三晶矢方向，适于厚板（slab）的计算4 所有方向都计算，适于计算孤立分子? PREC 进动（precession）。取值：low/medium/high/normal/ accurate/single)，缺省值: Normal（VASP.4.X）；Medium（VASP.5.X）VASP4.5+采用了优化的accurate来替代high，所以一般不推荐使用high。不过high可以确保“绝对收敛”，作为参考值有时也是必要的。同样受推荐的是normal，适于作为日常计算选项。受PREC影响的参数有四类：ENCUT；NGX，NGY，NGZ；NGXF，NGYF，NGZF；ROPT。如果设置了PREC，这些参数就都不需要出现了，当然直接设置相应的参数也有同样效果。具体影响效果见p5354。? ENCUT 平面波基组的截断能量（eV）。取值：实数，缺省值：受PREC设置影响，从POTCAR文件中找出相应的ENMAX/ENMIN值来设置。PREC = Low Medium Accurate NormalENCUT = ENMIN ENMAX ENMAX ENMAXSingle HighENMAX ENMAX*1.3对于多个元素不同的ENMAX/ENMIN，都取最大值。该参数非常重要，最好不要手工去设置，除非文献告诉你要用多少，或者经过结果可靠性的验证。当然，为了测试一下提交的任务，也不妨先设个较小的值。? NGX，NGY，NGZ：控制FFT网格在三个晶矢方向上的格点数量。? NGFX，NGFY，NGFZ：控制第二次更精确的FFT网格的格点数量。也是两类重要的最好不要去动的参数。在未指定的情况下将根据PREC的设置从POTCAR中自动读取。PREC=High/Accurate，基组中向量的2倍值，用来避免wrap around errors，得到精确解。PREC=Low/Medium/Normal，基组中向量的3/4倍值（已足够精确到 1 meV/atom）。? LREAL: 决定投射是在实空间还是倒易空间进行。取值：.TRUE.（实空间）/.FALSE.（倒易空间），缺省值：.FALSE.用于求解赝势的非局域部分用到的一个积分，在倒格空间里采用平面波基组求解，在实空间里则采用积分球求解。其他还有两个选项：O or On，A or Auto。On和.TRUE.的差别在于是否使用King-Smith算法优化，设为Auto则进行自动选择，推荐使用。? ROPT: 在LREAL=Auto or On时，优化控制每个核周围的积分球内的格点数。取值：实数数组For LREAL=OnPREC=Low, 700 points in the real space sphere (ROPT=0.67)PREC=Med, 1000 points in the real space sphere (ROPT=1.0)PREC=High, 1500 points in the real space sphere (ROPT=1.5)For LREAL=AutoPREC=Low, accuracy 10-2 (ROPT=0.01)PREC=Med, accuracy 2*10-3 (ROPT=0.002)PREC=High accuracy 2*10-4 (ROPT=2E-4)? NELM, NELMIN and NELMDL：控制电子自洽循环步数。取值：整数NELM：电子自洽循环最大次数。缺省值：60NELMIN：电子自洽循环最小次数。缺省值：2NELMDL：弛豫次数。缺省值：if ISTART=0, INIWAV=1, and IALGO=8，-5，if ISTART=0, INIWAV=1, and IALGO=48，-12，else 0NELMDL可以取负值。如果初始波函数采用随机赋值，即ISTART=0，INIWAV=1，那么很可能开始的值比较离谱，那么在第一步核运动循环之前采用NELMDL（负值）步的非自洽（保留初始的H）步计算将减少计算所需的时间。? EDIFF：指定电子自洽循环的全局中断条件，用于控制收敛精度。取值：实数，缺省值：10-4注意，即使EDIFF=0，NELM步电子自洽循环也会执行。? EDIFFG：指定离子弛豫循环的中断条件，用于控制核运动的收敛精度。取值，实数，缺省值：10*EDIFFEDIFFG0 在两个离子步的总自由能之差小于EDIFFG时停止EDIFFG=0 Nos算法模拟正则系综? NPACO：成对相关函数的槽数。取值：整数，缺省值：256? APACO：成对相关函数求值中的最大距离（?）。取值：整数，缺省值：16简单说就是在不超过APACO的NPACO个距离上求成对相关函数PCF。? RWIGS：给出Wigner-Seitz半径，DOS计算用。取值：实数数组，缺省值：从POTCAR文件中读取? NELECT：总电子数，如果系统不是电中性的就必须设置，所带电荷作为均一的背景电子气考虑。取值：实数，缺省值：-（价电子数），由POSCAR和POTCAR文件自动决定（通常不必给出）。? NUPDOWN 上下自旋成分间的电子数之差。取值：整数，缺省值：未设置（此时将进行完全弛豫）? EMIN, EMAX：DOS求值的最小/最大能量。取值：实数，缺省值：EMIN = - (lowest KS-eigenvalue - )，EMAX = - (highest KS-eigenvalue - )? ISMEAR：决定每个波函数的部分占位fnk如何设置。取值：-5 | -4 | -3 | -2 | 0 | N（-5-带有Blochl修正的四面体方法, -4-不带Blochl修正的四面体方法, -3-根据INCAR文件中提供的smearing参数执行循环，-2-从WAVECAR文件中读取, -1-Fermi-smearing, 0-Gaussian smearing, 0-method of Methfessel-Paxton order N，缺省值：1采用部分占位波函数，用一个函数来平滑积分，尤其是对于金属体系可减少k点。? SIGMA：决定smearing的宽度（eV）。取值：实数，缺省值：0.2? ALGO：指定电子最小化算法。取值：Normal(blocked Davidson block iteration scheme)/VeryFast(RMM-DIIS)/Fast (前两个算法的混合)/All(波函数的所有带同时更新)/ Damped(damped velocity friction algorithm)，缺省值: Normal? IALGO：指定主算法（整数选择算法）。取值：8(共轭梯度算法)/38(Davidson block iteration scheme)/48(RMM-DIIS)，缺省值：38算法是最重要的参数之一。一般VASP推荐使用的是以上三种算法，一般来说8/38是初期比较快收敛，在接近平衡时采用48较快，在初期或MD时使用48可能会遇到不收敛的情况。也可以使用ALGO参数来替代IALGO，设置Fast，VASP会先用38，再自动切换到48。各种算法只要收敛，结果应该一致。另一个可能有用的选项是-1。不进行实际的计算，只对重要的步骤做计算测试，并将测试得到的各部分耗时输出到OUTPUT中。? VOSKOWN：决定是否使用VWN插值算法。取值：0(不使用)/1(使用)，缺省值：0如果使用了PW91泛函或需要计算磁性质时可以设为1使用。? Mixing-tags：w IMIX：混合的类型，取值：整数，缺省值：4w AMIX：线性混合参数。取值：实数，缺省值：0.8（US-PP），0.4（PAW）w AMIN：最小混合参数。取值：实数，缺省值：0.1w BMIX：Kerker混合方案的截断波向量。取值：实数，缺省值：1.0w AMIX_MAG：磁化过程的线性混合参数。取值：实数，缺省值：1.6w BMIX_MAG：磁化过程的Kerker混合方案的截断波向量。取值：实数，缺省值：1.0w WC：Broyden混合方案中每步的加权因子。取值：实数，缺省值：1000.0w INIMIX：Broyden混合方案中的初始混合类型。取值：整数，缺省值：1w MIXPRE：Broyden混合方案中的预处理类型。取值：整数，缺省值：1w MAXMIX：Broyden混合器中存储的最大步数。取值：整数，缺省值：-45值得注意的是，在MD或者弛豫的时候，设置MAXMIX（0,一般约3倍的电子SC步数）可能会大大减少核运动步数，但同时也会增加对内存的要求。? LWAVE,LCHARG：决定是否把波函数（或电荷密度）写入外部文件WAVECAR（或CHGCAR和CHG）中。取值：.TRUE./.FALSE.，缺省值：.TRUE.? LVTOT：决定是否把总局域势写入外部文件LOCPOT中。取值：.TRUE./.FALSE.，缺省值：. FALSE.? LELF：决定是否创建ELFCAR文件。取值：.TRUE./.FALSE.，缺省值：. FALSE.ELFCAR用于保存ELF(electron localization function)。? LORBIT：和适当的RWIGS一起决定是否创建PROCAR或PROOUT文件。取值：0 | 1 | 2 | 5 | 10 | 11 | 12，缺省值：0(创建DOSCAR和PROCAR文件)? NPAR：