VASP原子振动频率计算

VASP原子振动频率计算原理

原子振动频率的计算通常基于对系统能量对原子坐标的二阶导数（Hessian 矩阵）的计算。Hessian 矩阵描述了系统在原子位置变化时的能量变化，其特征值对应于振动频率的平方。通过计算 Hessian 矩阵，可以得到系统的振动模式和对应的振动频率。

首先，通过几何优化（如共轭梯度算法）找到系统的最低能量结构，以确保计算的稳定性。在优化后的结构基础上，通过计算 Hessian 矩阵或使用有限位移法（finite difference method）或密度泛函微扰理论（DFPT）来计算振动频率。

最后通过分析输出文件（如 OUTCAR）中的振动频率数据，可以得到系统的振动模式和对应的频率值。

准备工作

VASP计算需要准备超算连接软件EASYCONNECT与SSH，建模软件VESTA，超算连接软件Winscp

VESTA软件下载链接

jp-minerals.org/vesta/en/download.html

EASYCONNCT软件下载链接

EasyConnect下载-EasyConnect最新版下载V7.6.7.0

Winscp软件下载链接

Downloading WinSCP-6.5.3-Setup.exe :: WinSCP

VASP输入参数说明

INCAR文件：

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

ISPIN=1 #关闭自旋极化

ALGO=N #确定电子优化的算法

NELM=60 #电子波函数最多计算60步

EDIFF=1E-5 #相邻两步电子迭代的能量差收敛标准

ENCUT=400 #平面波截断能400 eV

IVDW=11 #考虑范德华力修正

IBRION=5 #原子振动频率计算

NSW=100 #离子弛豫的步数

ISIF=3 #控制晶格变化,晶格常数优化

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

SIGMA=0.1 #高斯分布展宽0.1 eV

NFREE = 2 #中心差分法计算能量对位移的微分

POTIM=0.015 #差分法步长

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

5 5 5 #K点网格密度

0 0 0 #K点网格中心平移矢量

原子振动频率计算

第一步、进入mgo计算文件夹

cd crystal/mgo

将结构优化opt文件夹复制成freq原子振动频率的文件夹

cp -r opt freq

进入freq文件夹

cd freq

进到 freq 里面修改INCAR

第二步、修改INCAR文件

vi INCAR

修改IBRION=5、NSW=1、NFREE=2、POTIM=0.015。

第三步，将CONTCAR变成POSCAR

cp CONTCAR POSCAR

提交计算任务

sbatch JOB

第四步、在OUTCAR中检索原子振动频率数据

计算完成后再OUTCAR中搜索原子振动频率

grep “THz” OUTCAR

上图中f/i代表虚频，但数值很小可以忽略，f代表的是实频。

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