结构优化的核心目标是通过调整原子位置或晶格参数,使体系的总能量达到最小值。在VASP中,这一过程通常通过迭代算法实现,例如共轭梯度法(Conjugate Gradient)或准牛顿法(Quasi-Newton)。
优化过程中,系统会根据当前的原子力和能量变化进行调整,直到满足预设的收敛条件(如能量变化小于设定值)。
结构优化的理论基础是密度泛函理论(DFT),其核心是通过交换-相关泛函(如GGA或LSDA)来描述电子结构。在VASP中,常用的交换-相关泛函包括Perdew-Wang 1991(PW91)和PBE等。这些泛函通过近似描述电子之间的相互作用,从而计算体系的总能量和结构。
VASP计算需要准备超算连接软件EASYCONNECT与SSH,建模软件VESTA,以及VASP的输入文件INCAR,KPOINTS,POTCAR
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EasyConnect下载-EasyConnect最新版下载V7.6.7.0
SSH手机客户端下载-SSH手机客户端最新版下载3.5.2 – 学霸网
确认结构没有问题够,导出成VASP所需要的POSCAR格式
连接超算平台,需要用到 EASYCONNECT和SSH软件或其他FTP软件。首先打开EASYCONNECT 软件,输入超算的IP地址
首先进到计算氧化镁结构优化的位置,比如这里的opt文件夹
POSCAR文件可以从本地电脑上传至超算,内容如下
ISTART=0 #开始新的任务,随机产生初始波函数
ICHARG=2 #开始新的任务,从原子电荷密度产生体系初始电荷密度
PREC=M #计算精度,决定ENCUT,FFT的网格大小
EDIFF=1E-5 #相邻两步电子迭代的能量差收敛标准
EDIFFG=-0.1 #离子弛豫的force的收敛标准
ISMEAR=0 #费米能级附近电子占据数为高斯分布,适合金属、半导体、绝缘体
Automatic generation #注释行
判断计算是否完成,看到reach required accuracy代表计算已经完成。
第五步:用VESTA查看计算输出文件CONTCAR
将计算输出的CONTCAR文件下载,用VESTA打开检查计算结果。首先打开XFTP用于文件传输
然后选择本地电脑的路径,再找到超算上的文件夹,也就是crystal/mgo/opt,下载CONTCAR文件
最后用VESTA软件打开刚才下载的CONTCAR文件
对比计算前的 CIF 文件和计算后输出的CONTCAR,可以发现两个结构几乎是一样,说明结构优化计算已经成功的完成了。
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