结构优化
以VASP软件为例,首先通过晶体结构数据库下载材料的cif文件,或者在此基础上构建一些特殊模型,比如二维结构,异质结构,团簇颗粒等模型,并生成POSCAR文件,并根据元素顺序构建POTCAR文件,然后编写结构优化的INCAR和KPOINTS文件。准备好这四个文件后即可开始结构优化计算。
ISTART=0 #随机产生初始波函数
ICHARG=2 #从原子电荷密度产生体系初始电荷密度
PREC=M #计算精度为Medium
ISPIN=2 #考虑自旋极化
ALGO=N #DAV算法优化电子波函数
NELM=100 #电子波函数最多计算100步
EDIFF=1E-4 #电子波函数能量收敛标准1E-4 eV
ENCUT=400 #平面波截断能400 eV
IVDW=11 #考虑范德华力修正
IBRION=2 #共轭梯度法优化晶体结构和原子坐标
NSW=200 #晶体结构和原子坐标优化步数最大200步
ISIF=3 #优化原子坐标和晶体结构
EDIFFG=-0.1 #原子残余力小于0.1 eV/A
ISMEAR=0 #费米能级附近电子占据数为高斯分布
SIGMA=0.1 #高斯分布展宽0.1 eV
KPOINTS文件:
Automatic generation #注释行
0 #自动产生K点网格
G #布里渊区K点网格以Gamma点为中心
6 6 1 #K点网格密度
0 0 0 #K点网格中心平移矢量
自洽计算
完成结构优化计算后,保持KPOINTS,POTCAR文件不变,将CONTCAR文件复制成POSCAR文件,并对结构优化的INCAR文件作如下修改:
IBRION=-1 #固定结构和原子位置保持不变
NSW=0 #仅作一步自洽计算
LDIPOL=.T. #开启偶极修正
IDIPOL=3 #偶极修正沿z方向
LVHAR=.T. #输出静电势文件
非自洽计算
完成自洽计算后,保持KPOINTS,POTCAR,POSCAR文件不变,将自洽计算的CHGCAR,WAVECAR保留下来,并对自洽计算的INCAR文件作如下修改:
ISTART=1 #读取波函数
ICHARG=11 #读取电荷密度且保持不变
NEDOS=1000 #态密度取点个数为1000点
数据处理
静电势计算后,下载LOCPOT文件,并用vaspview软件打开,可获得静电势取消,并通过费米能级计算出功函数
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