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VASP计算中INCAR的设置

已有 19092 次阅读 2018-1-28 00:41 |个人分类:VASP文件教程集锦|系统分类:科研笔记

INCAR文件解读

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:


对所计算的体系进行注释: SYSTEM


定义如何输入或构造初始的电荷密度和波函数: ISTART, ICHARG


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 等

自洽迭代步数和收敛标准: NELM, NELMIN, NELMDL, EDIFF


定义离子或原子的优化
原子位置优化的方法和步数: IBRION, NSW
离子弛豫收敛标准: EDIFFG


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, LORBIT


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



(1) 结构弛豫(EDIFF和EDIFFG)的一些经验:


结构弛豫的判据一般有两种选择:能量和力。这两者是相关的,理想情况下,能量收敛到基态,力也应该是收敛到平衡态的。但是数值计算过程上的差异导致以二者为判据的收敛速度差异很大,力收敛速度绝大部分情况下都慢于能量收敛速度。这是因为力的计算是在能量的基础上进行的,能量对坐标的一阶导数得到力。计算量的增大和误差的传递导致力收敛慢。


结构优化分电子迭代和离子弛豫两个嵌套的过程。电子迭代自洽的速度,有四个响很大的因素:初始结构的合理性,K点密度,是否考虑自旋和高斯展宽(SIGMA);离子弛豫的收敛速度,有三个很大的影响因素:弛豫方法(IBRION),步长(POTIM)和收敛判据(EDIFFG)。


(2) IBRION设置的一些经验:


如果结构已经比较接近最优结构了,也就是说采用的初始结构是实验测定的或者别人优化过的,那不妨使用IBRION=1。


IBRION=2是属于“通用型”的参数,对于比较难优化的结构可以采用这个共轭梯度算法。如果初始结构参数比较离谱的话不妨使用IBRION=3的阻尼分子动力学。


不过推荐的还是IBRION=2的设置,即便这个有些问题,也可以拿它的结果作为粗略结果,再用IBRION=1进行更精确的优化。


(3) ISMEAR设置的一些经验


ISMEAR决定了如何确定每个波函数的占有数 ,通俗点讲:就是说电子在费米面附近占据数从0突变到1,这是个deta函数,为了计算方便,用一个平滑点的函数在费米面附近代替这个deta函数,这样计算就不容易振荡,易于收敛。ismear就是控制这种平滑函数的。


进行任何的静态计算或态密度计算,且K点数目(从IBZKPT文件中读取)大于4时,取ISMEAR=-5;当由于原胞较大而K点数目较少(小于4个)时,取ISMEAR=0,并设置一个合适的SIGMA值。另外对半导体或绝缘体的计算(不论是静态还是结构优化),取ISMEAR=-5;当体系呈现金属性时,取ISMEAR=1和2,以及设置一个合适的SIGMA值。在进行能带结构计算时,ISMEAR 和SIGMA用默认值就好。一般说来,无论是对何种体系,进行何种性质的计算,采用ISMEAR=0 ,并选择一个合适的SIGMA值都能得到合理的结果。


注:for very accurate DOS and total energy calculations ISMEAR=-5 always should be used.


(4) ICHARG 设置的一些经验


关于官网给出的解释:
ICHARG= 0 Calculate charge density from initial orbitals.
ICHARG= 2 Take superposition of atomic charge densities.
ICHARG= 1 Read the charge density from file CHGCAR , and extrapolate from the old positions
                     (on CHCGAR) to the new positions using a linear combination of atomic    
                     charge densities.
ICHARG= 11 to obtain the eigenvalues (for band structure plots) or the DOS for a given charge                              density read from CHGCAR.


0和2从官网语句中就能看出不同,一个是从初始轨道推导计算出电荷密度,另一个是利用叠加原理直接拿原子电荷密度重叠作为电荷密度,不过要具体了解这两种方法是怎么操作的那还得问开发者啦,1读取的是已有的CHARGCAR文件,这三种选择CHARGCAR在后续计算中都有迭代更新;而选择11则电荷密度从始至终都是采用已有的CHARGCAR文件进行计算,这是计算DOS和BAND时的常用办法。



关于每个参数的详细含义可以参考VASP手册:

http://cms.mpi.univie.ac.at/wiki/index.php/The_VASP_Manual

来自:直达理工网




https://wap.sciencenet.cn/blog-3168528-1097181.html

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