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[转载]范德瓦尔斯计算结构要点总结

已有 3167 次阅读 2021-4-12 15:52 |个人分类:VASP|系统分类:科研笔记|文章来源:转载

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范德瓦尔斯计算结构要点总结

Yaust

Yaust

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范德瓦尔斯力,又被称作分子间作用力,是一种中性分子或者原子之间的相互作用力,其产生的根源依然是分子或者原子之间的静电相互作用,只不过此时发挥作用的是分子或者原子中的偶极矩。

范德瓦尔斯相互作用与化学键相比非常微弱,但在一些分子晶体当中,由于分子与分子之间存在范德瓦尔斯相互作用,因此需要考虑其对结构所造成的影响。此外,在对层状结构或者用两个单层材料制作而成的异质结做第一性原理计算时一般也要考虑范德瓦尔斯相互作用。对于单层的体系,一般可以不用考虑范德瓦尔斯。

下面我们就将介绍VASP中几种常见的加范德瓦尔斯相互作用的方法;


  1. DFT-D2
    该方法用法简单,只需在INCAR中加入开关IVDW=1(或者IVDW=10)即可。但是这里需要注意两点:(i)该方法只适用于5.2.11以后的版本;(ii)在一些比较老的版本中,VASP只给出了从氢(元素符号:H)到氙(元素符号:Xe)的范德瓦尔斯修正相关参数,本人亲测5.3.3版本的VASP在加上IVDW=1的开关计算重元素时,VASP会提示需要用VDW_C6来为C6取值,并且计算终止,但采用5.4.1版本的VASP不会出现该提示,软件会正常运行。

  2. DFT-D3
    该方法只需在INCAR中加入开关IVDW=11即可。该方法是DFT-D2的增强版,5.3.4及以后的版本可用。

在这里大家注意,我们并没有在INCAR里用到GGA开关,这表明我们并没有改变交换关联势,以下四种范德瓦尔斯修正就和上面的两个不同,需要用到GGA开关。

3. vdW-DF

采用该范德瓦尔斯修正需在INCAR中加上以下开关:

GGA=RE

LUSE_VDW=.TRUE.

AGGAC=0.0000

4. optB88-vdW

采用该范德瓦尔斯修正需在INCAR中加上以下开关:

GGA=BO

PARAM1=0.1833333333

PARAM2=0.2200000000

LUSE_VDW=.TRUE.

AGGAC=0.0000

5. optB86b-vdW

采用该范德瓦尔斯修正需在INCAR中加上以下开关:

GGA=MK

PARAM1=0.1234

PARAM2=1.0000

LUSE_VDW=.TRUE.

AGGAC=0.0000

6. vdW-DF2

采用该范德瓦尔斯修正需在INCAR中加上以下开关:

GGA=ML

LUSE_VDW=.TRUE.

Zab_vdW=-1.8867

AGGAC=0.0000

注意,vdW-DF、optB88-vdW 、optB86b-vdW和vdW-DF2在使用过程中需要在所在的文件夹下放置一个名叫vdw_kernel.bindat的文件,该文件我已经上传到QQ群“凝聚态与VASP使用指南”的群文件中,群号为427494979,需要的同学可自行下载。

此外,本人测试的结果表明,在考虑DFT-D2或者DFT-D3计算的过程中可同时考虑自旋轨道耦合(SOC),但是在vdW-DF、optB88-vdW 、optB86b-vdW和vdW-DF2中无法同时考虑自旋轨道耦合进行计算(VASP倒是运行了,但是并没有按照预期出现修正)。有没有同学遇到过范德瓦尔斯+SOC的问题?对这方面比较明白的同学可以将答案发在留言板,欢迎大家交流。

发布于 2018-10-25




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