VASP的输入输出文件_2005侯柱锋_宏剑.ppt

VASP的输入输出文件 侯柱锋复旦大学物理系 2005 12 3北京 宏剑 HouZhufeng 2 内容 1 输入文件INCAR 计算控制参数文件POSCAR 描述体系结构的文件KPOINTS k点取样设置文件POTCAR 赝势文件输出文件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 HouZhufeng 3 内容 2 输出文件 续 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 HouZhufeng 4 输入文件 HouZhufeng 5 INCAR 1 设置计算的精度设置是做什么计算设置交换关联函数设置优化的算法和收敛标准设置MD的步长 温度 时间设置每个波函数或电子的占有数 也就是smearing方法及相关的参数 等等自由格式共100多个关键词 一般都有合适的默认值 通常需设置的有10个左右 即使INCAR文件无任何内容也可以进行计算 HouZhufeng 6 INCAR 2 例子 静态计算 计算总能和自洽的电荷密度 懒 删掉计算目录下的WAVECAR INCAR中不作任何设置 推荐 自己手动设置ENCUT TITLE ISTART ICHARG ISMEAR EDIFF PREC等 SYSTEM SiliconENCUT 350ISTART 0ICHARG 2ISMEAR 5EDIFF 1E 5PREC Accurate 设置标题 以说明所计算的体系设置平面波切断动能 不采用默认值 说明这次计算是一次全新的计算按体系中的原子构造初始的原子密度采用四面体方法电子迭代的收敛标准是1E 5精度为Accurate 可以在一行设置多个关键词的值 但是每个关键值之间用分号 隔开 如ISMEAR 0 SIGMA 0 2 当想不用INCAR中某个关键词的值时 在该行前面加上井号 注释掉 如 ISMEAR 0 SIGMA 0 2 HouZhufeng 7 POSCAR 1 描述了体系的结构文件 原 或晶 胞的基矢 原子的位置 原子是否移动 原子的初始速度等 分数坐标和卡笛尔坐标 CubicSiC3 570 00 50 50 50 00 50 50 50 011Direct0 000 000 000 250 250 25 例子 CubicSiC3 570 00 50 50 50 00 50 50 50 011Cartesian0 000 000 000 250 250 25 设置体系的名称晶格常数或缩放系数原 或晶 胞的基矢每类原子的个数确定按何种坐标来写原子位置第一类原子的第一个坐标第二类原子的第一坐标 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 HouZhufeng 8 POSCAR 2 对原子位置进行选择性的迟豫 Selectivedynamic CubicSiC3 570 00 50 50 50 00 50 50 50 011SelectivedynamicDirect0 0000 0000 000FFF0 2480 2480 248TTT 例子 表示对体系中的原子进行限制性的迟豫或优化 这一行以字母S开头 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 或c 根据空间群国际表写出各等价位置 d 晶体数据库 固定第一类原子的位置 对第二类原子的位置进行优化 HouZhufeng 9 KPOINTS 1 设置布里渊区k点取样或k点的坐标 计算能带时k点的高对称线设置方式 手动输入所有的k点 按Monkhorst Pack方法自动产生格式 普通 四面体 M P网格 Line模式卡笛尔坐标系和倒格子坐标系 HouZhufeng 10 KPOINTS 2 按普通格式手动输入各个k点 推荐用在计算能带时 k pointsenteredmanually5Reciprocal0 5000 0000 5001 000 4750 0000 4751 000 4500 0000 4501 000 4250 0000 4251 000 4000 0000 4001 00 标题或注释行 无特别意义K点的数目以字母R开头表示k点是按倒格子坐标系前三个数是k点的坐标 最后一个数是相应k点的权重 下面共5个k点 如果是以卡笛尔坐标系来写k点坐标 则第三行以字母C开头 按四面体格式手动输入各个k点 复杂 不推荐用 Examplefile4Cartesian0 00 00 01 0 00 00 51 0 00 50 52 0 50 50 54 Tetrahedra10 18333333333333361234 标题或注释行 无特别意义K点的数目以字母C开头表示k点是按卡笛尔坐标系前三个数是k点的坐标 最后一个数是相应k点的坐标 下面共4个k点 当smearing方面采用的是四面体方法时 以字母T开头表示下面的是描述各个四面体的信息四面体的个数 每个四面体的体积权重每个四面体顶角的权重 每个四面体顶角k点坐标的序号 当Smearing时不采用四面体方法 则Tetrahedra后面的内容不起作用 HouZhufeng 11 KPOINTS 2 按Line模式手动输入各个高对称k点 用在计算能带中 4 6以上版本支持 kalonghighsymmetrylines10Line modeRec0 000 000 00 gamma0 500 500 00 X0 500 500 00 X0 500 750 25 W0 500 750 25 W0 000 000 00 gamma 标题或注释行 无特别意义每对高对称点之间产生10个k点以字母L开头表示按line模式产生k点以字母R开头表示k点按倒格子坐标系每对高对称点的坐标 共三对 表明沿着Gamma X W Gamma计算能带 如果是以卡笛尔坐标系来写k点坐标 则第四行以字母C开头 如何写出各种布拉菲格子对应的倒格子中的高对称点标记和坐标 a 查空间群国际表 b 用xcrysden软件画出布里渊区 并选取高对称点 HouZhufeng 12 KPOINTS 3 按Monkhorst Pack网格方法自动产生k点 Automaticmesh0Auto10 标题或注释行 无特别意义0表示自动产生k点以字母A开头表示完全自动以 点为中心产生k点长度 间接确定了沿倒格子各方向上网格点的数目 完全自动的方式 1 Automaticmesh0Gamma10100 00 00 0 完全自动的方式 2 标题或注释行 无特别意义0表示自动产生k点以字母G开头表示按M P方法以 点为中心自动产生k点确定沿倒格子各方向上网格点的数目对所按网格分割产生的k点进行平移的量 这里不平移 第三行也可以字母M开头 则不以 点为中心 HouZhufeng 13 KPOINTS 4 按Monkhorst Pack网格方法自动产生k点 完全自动的方式 2 续 Automaticmesh0Monkhorst Pack10100 50 50 5 完全自动的方式 3 标题或注释行 无特别意义0表示自动产生k点以字母M开头表示按M P方法自动产生k点确定沿倒格子各方向上网格点的数目对所按网格分割产生的k点进行平移的量 这里不平移 如果第三行以字母G开头 则以 点为中心产生k点 HouZhufeng 14 KPOINTS 5 对六角晶系的结构 强烈推荐采用以 为中心按M P网格产生k点K点网格大小N1 N2 N3按倒格子基矢的长度进行合适的选取一般选取N1 N2和N3为奇数 以便产生的k点包含了 点设置不同的N1 N2和N3 看它们对总能的影响 以确定能保证一定计算精度的k点数目 bin shforiin357911docat KPOINTS SUMMARYdone HouZhufeng 15 POTCAR 按POSCAR文件中 每类原子的顺序把各类原子相应的赝势合并到同一个文件 POTCAR 中 比如在POSCAR中原子坐标按Si O的顺序写出给原子的坐标 则到赝势库目录中使用下面的命令 zcatSi POTCAR Z POTCARzcatO POTCAR Z POTCAR每类原子的赝势类型 PAW或超软 一致每类原子的赝势类型 交换关联 要与INCAR中交换关联设置一致 HouZhufeng 16 输出文件 HouZhufeng 17 OUTCAR OUTCAR文件包含了vasp计算后得到的绝大部分结果 每步迭代的详细情况 下面介绍如何从OUTCAR取出一些有用的信息 查看所计算体系的体积 使用下面的命令grep volume OUTCAR得到的结果如下volume ioninA a u 32 92222 17volumeofcell 65 84第一行给出体系的体积分别以 3 atom a u 3 atom为单位给出的 第二行给出体系的体积是以 3 unitcell为单位给出的 查看所计算体系的总能 使用下面的命令当ISMEAR 5时 FreeenergyTOTEN是与energywithoutentropy是相等 则用grep TOTEN OUTCAR得到结果如下freeenergyTOTEN 7 910804eV当ISMEAR等于其他的值时 FreeenergyTOTEN是与energywithoutentropy是不相等 则用grep entropy OUTCAR得到结果如下energywithoutentropy 7 910804energy sigma 0 7 910804在计算体系的结合能时 体系的总能取为energywithoutentropy后面的值 HouZhufeng 18 OUTCAR 查看所计算体系的费米能级 使用下面的命令grep Fermi OUTCAR tail 1得到的结果为BZINTS Fermienergy 6 171330 20 000000electrons上一行中第一个数就是体系的费米能级 第二个数就是体系的总价电子数 注释 对半导体的体系 VASP取价带顶作为费米能级 对呈现金属性的体系 费米能级就是该体系的真实 具有物理意义的 费米能级 查看所计算体系的倒格子基矢在采用vi对OUTCAR编辑时 用下面的命令来查找g reciprocallatticevectors或g recip查看所计算体系中原子的受力情况在采用vi对OUTCAR编辑时 用下面的命令来查找g TOTAL FORCE原子所受的力的单位是eV angstrom HouZhufeng 19 DOSCAR 对非自旋极化的 设置了RWIGS和LORBIT 1或2 11或12 只对PAW 22100 1891678E 020 3768172E 090 3768172E 090 3768172E 090 5000000E 151 00000000000000D 004CARLaN7 84401537 16 511000923011 856740531 00000000 16 5110 0000E 000 0000E 00 16 4300 0000E 000 0000E 00 Emin Emax 在Emin和Emax之间的点的数目 费米能级 能量 态密度 态密度积分值 先是总的态密度301行 接着是各个原子的球谐函数投影或分解的态密度 每个原子的也是301行 即energyspypzpxdxydyzdz2dxzdx2tot 对自旋极化的情况 设置了RWIGS和LORBIT 可以同类推 Energys up s down 这些可以数据可以按各个原子取出 画分波态密度 或者直接通过p4vasp来显示 HouZhufeng 20 DOSCAR DOSCAR给出了体系的电子态密度 单位为Sates eV unitcell 和态密度积分的值 也就是电子数 在计算时 需在INCAR文件中设置了RWIGS以及LORBIT 可选的 只设置了RWIGS的值 对非自旋极化22100 1891678E 020 3768172E 090 3768172E 090 3768172E 090 5000000E 151 00000000000000D 004CARLaN7 84401537 16 511000923011 856740531 00000000 16 5110 0000E 000 0000E 00 16 4300 0000E 000 0000E 00 Emin Emax 在Emin和Emax之间的点的数目 费米能级 能量 态密度 态密度积分值 先是总的态密度301行 接着是各个原子的s p d投影或分解的态密度 每个原子的也是301行 即energys DOSp DOSd DOS 对自旋极化的情况 只设置了RWIGS energyDOS up DOS dwn integratedDOS up integratedDOS dwn energys DOS up s DOS down p DOS up p DOS dwn d DOS up d DOS dwn HouZhufeng 21 CHG和CHGCAR 电荷密度文件 两者的格式 内容一样 给出了原胞基矢和原子位置 以及电荷密度 r V的值等 当LCHARG FALSE 时 CHG 文件中无数据 LaN5 329000000000000 0000000 5000000 5000000 5000000 0000000 5000000 5000000 5000000 00000011Direct0 0000000 0000000 0000000 5000000 5000000 5000005656560 48995073152E 020 49141986100E 020 49542734834E 020 50083226401E 020 50592000474E 020 50865422427E 020 50697616547E 020 49910660506E 020 48380553212E 020 46055231054E 020 42962328993E 020 39206114637E 020 34954657491E 020 30419549263E 020 25831206134E 02 这一部分的数据和POSCAR的相同 FFT3维网格的值 电荷密度的值 按下面的格式写出来的 用vaspview软件可以直接显示它 HouZhufeng 22 EIGENVALUE 静态或迟豫计算时 在计算最后输出的所有k点的Kohn Sham本征值在MD计算时 输出的是与CONTCAR中的原子结构一致的预测波函数 22110 1891678E 020 3768172E 090 3768172E 090 3768172E 090 5000000E 151 00000000000000D 004CARLaN1491110 5000000E 000 0000000E 000 5000000E 000 1098901E 011 13 80022 12 96003 12 96004 10 119951 701061 701071 860381 864095 4661105 5390115 6691 K点的数目 能带的条数 K点的坐标