vasp的关键词详解

1、VASP的关键词详解侯 柱 锋复旦大学物理系2005, 12, 3北京，宏剑内容描述体系：SYSTEM设置如何输入或构造初始的电荷密度和波函数：ISTART, ICHARG, INIWAV设置电子的优化：o o o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, MAXMIXo自洽迭代步数和收敛标准：NELM, NELMIN, NELMDL, EDIFF设置原子的驰豫：o 原子如何移

2、动以及步长和步数：IBRION, NFREE, POTIM, NSWo 分子动力学相关参数：SMASS, TEBEG, TEEND, POMASS,NBLOCK, KBLOCK, PSTRESSo 原子驰豫收敛标准:EDIFFG定义态密度积分的方法和参数:o smearing方法和参数：ISMEAR, SIGMAo 计算态密度时能量范围和点数:EMIN, EMAX, NEDOS o计算分波态密度的参数：RWIGS, LORBIT其他：o 计算精度控制:PRECo 磁性计算:ISPIN, MAGMOM, NUPDOWNo 交换关联函数:GGA, VOSKOWNo 计算ELF和总的局域势:LELF

3、, LVTOT o结构优化参数:ISIF2Hou Zhufeng初始化SYSTEM: 注释所计算的体系，以示说明。NWRITE: 默认值为2，可赋予值为0| 1 | 2 |3 |4。决定OUTCAR中输出内容的详细程度ISTART: 如果计算目录中有WAVECAR文件，则默认值为1，否则为0。可赋予值为0| 1 | 2 | 3 。决定是否读入WAVECAR：0: 开始新的计算，按INIWAV初始化波函数1: 接着计算，通常用在测试ENCUT的收敛性以及计算结合能曲线(也就是体积和总能的关系)2: 接着计算，通常用在希望保持基矢不变的计算中3: 接着计算，读入上一次计算得到的电荷密度和波函数，不

4、推荐用ICHARG:如果ISTART=0，则默认值为2，否则为0。可赋予值为0 | 1 | 2。决定了如何构造初始的电荷密度0: 从初始的波函数构造1：读入CHGCAR读入，并同原子密度进行线性插值2: 构造原子密度11： 读入自洽的CHGCAR，并进行能带计算或态密度的非自洽计算12: 非自洽的原子密度计算3Hou Zhufeng电子自洽收敛INIWAV: 默认值为1，可赋予值为0 | 1。只在开始新的计算(也就是ISTART=0)中有效。决定了如何初始化波函数 0: 采用”jellium 波函数” 1: 对波函数赋予随机数NELM: 允许电子自洽迭代的最大步数。默认值为60。如果超过了40

5、步还没有收敛的话，推荐对IALGO、LDIAG和混合参数进行手动设置到合理的值NELMIN: 电子自洽迭代的最小步数。默认值为2。通常不需手动设置，在有些情况可以赋予更大数NELMDL: 在一开始计算时初始化的过程中电子非自洽迭代的步数。当ISTART=0, INIWAV=1和 IALGO=8时默认值为- 5。当ISTART=0, INIWAV=1和IALGO=48(vasp4.4版本中)时默认值为-12。其他情况下为0EDIFF: 在电子自洽迭代的循环中，总能收敛的标准。默认值为10-44Hou Zhufeng原子迟豫EDIFFG: 原子迟豫收敛的标准。默认值为EDIFF*10。如果它的值为

6、正的，则表示前后两次的总自由能之差小于EDIFFG，原子停止迟豫。如果为负的，则原子所受的最大的力小于EDIFFG的绝对值，原子停止迟豫。NSW: 原子迟豫的最大步数和分子动力学的步数。默认值为0。在每一步内，电子进行自洽计算，并精确计算原子所受的H-F力和和应力NBLOCK: 默认值为1。原子每迟豫NBLOCK步后，将计算对关联函数、态密度以及输出原子迟豫后的位置(XDATCAR) 。如果SMASS=-1，它将控制原子的动能在每多少步后进行缩放。KBLOCK ：默认值为NSW。每KBLOCK*NBLOCK 步后， 将输出对关联函数和态密度。5Hou Zhufeng原子迟豫IBRION: 决定

7、了原子如何移动或迟豫。如果NSW=0或1，则默认值为 1，否则为0。可赋予值为1| 0 | 1 | 2 | 3 | 5。IBRION=0表示进行分子动力学模拟。为-1表示原子不移动。为其他值设置结构优化的方法。 -1：原子位置不移动 0: 标准的分子动力学模拟。采用Verlet算法来积分原子的牛顿运动方程。通过POTIM来控制时间步长(单位是fs)。SMASS控制系综的设置 1: 采用准牛顿算法来优化原子的位置 2: 采用共轭梯度算法来优化原子的位置 3: 采用最速下降算法来优化原子的位置 5: 用来计算Hessian矩阵和体系的振动频率NFREE: 相当于设置的自由度。当IBRION=5，N

8、FREE=2或4决定了原子的移动，推荐设置为2。POTIM: 当IBRION= 1, 2或3时，是力的一个缩放常数(相当于确定原子每步移动的大小)，默认值为0.5。当IBRION=0时，是MD的时间步长， 无默认值，必须手动设置。6Hou Zhufeng结构优化ISIF：决定了是否计算应力以及如何对结构进行优化。当IBRION=0时， 默认值为0，否则为2。可赋予值为0| 1 | 2 | 3 | 4 | 5| 6| 7|PSTRESS ：设置加到体系的应力张量上的应力大少。7Hou ZhufengISIF计算离子所受的力计算原胞的stress tensor离子位置驰豫改变原胞的形状改变原胞的体

9、积0是否是否否1是trace only是否否2是是是否否3是是是是是4是是是是否5是是否是否6是是否是是7是是否否是对称性和温度ISYM：确定是否根据体系的对称性进行计算。采用PAW势时，默认值为2。若采用的超软赝势，则为1。为0则表示不考虑体系的对称性 进行计算。SYMPREC: 确定了POSCAR中位置坐标所需要的精度以供考虑体系的对称性。默认值为10-5。LCORR: 决定是否对应力和原子力进行Harris修正。默认值为.TRUE.。TEBEG： 分子动力学模拟时的初始温度。默认值为0。当POSCAR 中没有设置初始温度时，原子的初始速度按Maxwell-Boltzmann分布由TEBE

10、G确定。TEEND ：分子动力学模拟时的末态稳定。默认值为TEBEG8Hou Zhufeng系综SMASS: 确定分子动力学中原子的速度。默认值为-3。可赋予值为-3 | -2 | -1 |0。 -3: 微正则系综(总的自由能守恒) -2: 保持初始速度不变，计算体系总能随原子位置的变化情况 -1: 在每NBLOCK步之后对初始速度进行缩放 0或0，正则系综，对温度进行Nose调控NPACO : 对关联函数输出的数据的点数，默认值为256APACO : 在计算对关联函数时确定在多大范围内计算出来。默认值为16 POMASS: 每类原子的质量ZVAL: 每类原子的价电子数9Hou Zhufeng

11、电子态密度RWIGS: 每类原子的Wigner Seitz 半径，无默认值，需手动设置LORBIT: 同RWIGS一起设置，决定了PROCAR或PROOUT文件是否输出。也就是对每个能带的波函数进行spd和site分解或投影。默认值为.FALSE.也就是0。Vasp.4.6版本10，11或12只是针对采用PAW势的计算 NELECT: 体系的总电子数。通常不必设置。 NUPDOWN: 体系自旋向上和向下的电子数之差Hou Zhufeng10电子态密度EMIN和EMAX: 计算态密度时的能量窗口(或能量范围)ISMEAR和 SIGMA：确定smearing的方法和展宽的参数。默认值为1和0.2。

12、ISMEAR可赋予值为: -5 | -4 | -3 | -2 | -1 |0 |N，它决定了如何确定每个波函数的占有数： -1: fermi smearing方法 0: Gaussian smearing 方法 1N:Methfessel-Paxton N阶smearing方法 -2: 在INCAR中通过FERWE和FERD0关键词手动设置 -3: 采用一个循环的计算来确定smearing的参数，在每一步中的searming设置通过SMEARINGS = smearing1smearing2 smearing3.来设置。此时IBRION= -1, NSW设置为SMEARINGS 的值的个数 -

13、4: 没有Blch修正的四面体方法 -5: 带Blch修正的四面体方法11Hou Zhufeng交换关联和计算精度GGA: 根据赝势设置GGA交换关联的函数形式。可赋予值为PE | PB | LM | 91 | PW | RP。VOSKOWN: 确定交换关联函数的关联部分是否采用Vosko- Wilk-Nusair内插方法。默认值为0。一般用在自旋极化GGA 的计算中，设置为1。ENCUT: 确定平面波的切断动能，默认值从POTCAR中读入ENAUG: 确定缀加电荷的切断值，默认值从POTCAR中读入PREC: 确定计算的精度，它决定了ENCUT和ROPT的默认值。它的默认值为Medium。对

14、4.5以后版本可设置的值为Normal和AccurateLREAL: 确定投影算法是否在实空间或倒空间计算。默认值为.FALSE. ，可设置的值为.FALSE. | .TRUE. | On | Auto |12Hou Zhufeng自旋极化和电子的优化算法ISPIN: 确定是否进行自旋极化的计算。默认值为1，表示不进行自旋极化的计算。为2表示自旋极化的计算 MAGMOM: 每类原子的初始磁距，默认值为Nion*1ALGO: (用在4.5以后的版本中) 确定电子优化的算法: Normal: 则IALGO=38(也就是blocked Davidson方法) Very_Fast: 则IALGO=48

15、(RMM-DIIS算法) Fast: 上面两种算法混着使用IALGO：具体确定电子优化采用何种算法。对4.5以上的版本，默认值为38LDIAG：确定是否进行子空间对角化。默认值为.TRUE.13Hou ZhufengMixing方法一般采用它们的默认值，除非在电子迭代很难收敛的情况，才去手动设置AMIX 和BMIX等参数值比如:AMIX = 0.2BMIX = 0.000114Hou Zhufeng文件输出控制LWAVE: 确定是否在WAVECAR文件中输出波函数， 默认值为.TRUE.。LCHARG : 确定是否在CHGCAR和CHG中输出电荷密度，默认值为.TRUE.LVTOT ：确定是否

16、把总的局域势输出到LOCPOT 文件中。默认值为.FALSE. LELF：确定是否把电子局域函数输出到ELFCAR文件中。默认值为.FALSE.15Hou Zhufeng确定ENCUT进行ENCUT收敛情况的计算POSCARKPOINTS总能变化在0.001eV左右就足够了16Hou Zhufeng150 -11.900655200 -11.938864250 -11.944599300 -11.945248350 -11.945503400 -11.945622Automatic generation 0Monhkorst-Pack 9990.0 0.0 0.0#!/bin/shrm WAVECARfor i in 150200250 300350400docat INCAR comment doneSi-Diamond 5.4300.0 0.50.50.5 0.00.50.5 0.50.02Direct0.00.00.00.250.250.25确定SIGMA测试SIGMA对总能的影响POSCARKPOINTS17Hou ZhufengAutomatic generation 0Monhkorst-Pack 9990.0 0.0 0.00.10-0.0034260.12-0.0044080.14-0.0056450.16-0.0071