《VASP实用教程》第十八弹:VASP计算经验总结

本文为华算科技撰写的《VASP实用教程》第18篇,全系列约60篇,将在近期陆续更新。
随后朱老师将推出《VASP入门手册》,约200篇,旨在帮助完全没有基础的同学,从最简单的内容开始,快速入门VASP计算,少走弯路。
VASP视频学习资料,可以关注朱老师B站:https://space.bilibili.com/1690382481

通过前面的教程,我们已经对VASP计算的基础操作有了一个比较全面的认识了,前面的教程中包含了一些简单的计算例子,大家可以参照教程反复练习,对于更具体的算例将会在后面的教程中呈现给大家。同时前面的教程也介绍了一些常用的小程序,这个大家自己多加联系,我们在后面的教程里面会用到。

我们将通过今天得教程把前面的内容总结一下,同时将计算过程中需要注意的参数强调一下。

《VASP实用教程》第十八弹:VASP计算经验总结

VASP计算任务都是通过INCAR文件里面的参数来控制的,因此我们在准备INCAR文件时一定要保证参数设置正确,才能顺利的开始计算任务,得到正确的计算结果。

下面来说一下计算时需要注意的一些参数设置。

  • 结构优化

① 只进行离子弛豫

IBRION = 2

ISIF = 2

② 块体晶格参数优化

IBRION = 2

ISIF = 3

③ 二维材料晶格参数优化

a.IBRION = 2;ISIF = 3,OPTCELL 写入 110,高精度计算

b.IBRION = 2;ISIF =4,高精度计算

c.IBRION = 2;ISIF = 3,高精度计算,加超大真空层

  • 态密度和能带

① 态密度计算:

ISTART=1;ICHARG=11;ISMEAR= -5;LORBIT=11

需要将自洽计算得到的CHG、CHGCAR拷贝至同一目录下

② 能带计算:

ISTART= 1;ICHARG = 11

NBANDS      # 一般可以用默认,可以根据情况适当增加

ISMARE       # 半导体或绝缘体用0,金属用1

③ 杂化泛函计算能带:

杂化泛函计算能带的INCAR文件可以通过VASPKIT生成,这里只给出部分参数,面计算实例的教程会给出完整INCAR。

GGA=PS       # 选用的赝势文件为PBBEsol,=PE为PBE的方法)

LHFCALC = .True.

PRECFOCK = Normal

TIME = 0.4

HFSCREEN = 0.2

AEXX = 0.25   # 25% HF exact exchange, adjusted this value to reproduce experimental band gap

NPAR=16      #使用核数为4,16,64此种)

ALGO=ALL

  • VASP难收敛的问题

于一些磁性体系、镧系和锕系元素及相关化合物的静态计算(电子迭代),经常会遇到“难收敛”的问题。

1、LMAXMIX

默认值为 2,含d电子的元素设置为4,含f电子的元素设置为6,这个参数对于含d电子和f电子的体系是非常重要的,很大一部分体系的收敛问题可以通过设置合适的LMAXMIX值来解决。

2、ALGO, IALGO, LDIAG

如果自洽计算在40步内未收敛,那么可能这个体系就不会收敛,说明书建议调整ALGO, IALGO, LDIAG混合参数来解决这个问题。

一般情况下,或使用IALGO=48时遇到收敛问题的话,可以考虑设IALGO为38,或设置ALGO=Normal or Fast (in VAS P.4.5 and later versions)。

3、NELMDL

NELMDL在开始时会给出非自洽计算的步数,在某些情况下(例如分子动力学或离子弛豫),可以将NELMIN设置为更大的值(4到8)。

4、mixing-parameters

VASP说明书中给出了调节AMIX和BMIX的一些较为明确的建议,但是实际去调节的时候,还是挺难的,但原则上说,是可以通过调节这两个Flag来使得收敛问题得以解决的,只是得有耐心。

5、kmesh, SIGMA

收敛问题还跟kmesh及SIGMA(当使用ISMEAR不等于-5 和-4时)的设置有关。要达到同样的精度,较小的SIGMA则需要较大的kmesh;而且,当SIGMA较小时,若KPOINTS不够多,也会出现难收敛的情况。

以上便是VASP计算过程中的一些注意事项的总结,在这里给大家一一列出,当然实际的问题还要大家根据实际情况进行具体分析,还是那句话,一切以手册为主,出现了计算错误一定要先分析错误原因,根据错误原因找解决方法。

参考资料:

http://blog.sina.com.cn/s/blog_83821e9f0100sm81.html

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