VASP加压结构优化计算

结构优化计算原理

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。

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=2 #共轭梯度算法，适用于结构优化

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

PSTRESS = 50 #外加压强

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

MgO加压结构优化计算

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pressure加压优化的文件夹

cp -r opt pressure

进入pressure文件夹

cd pressure

第二步，把CONTCAR 变成POSCAR

cp CONTCAR POSCAR

第三步，修改INCAR增加压强标签

vi INCAR

增加PSTRESS=50

提交计算任务

sbatch JOB

第四步，查看计算结果

查看 output 文件的输出情况，判断计算是否完成

查看晶格常数变化，并和POSCAR作对比

cat CONTCAR

cat POSCAR

第五步，下载CONTCAR作图。

连上FTP，进到我们的加压计算的文件夹pressure，下载CONTCAR文件。

用 VESTA 打开下载的 CONTCAR文件

这个就是加压计算的结构。

本文干货内容由拥有15年VASP实战经验的华算科技朱老师（同济大学本博、深圳海外高层次人才）撰写，👉欢迎点击进入《VASP计算专题》探索更多深度教程。

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VASP加压结构优化计算

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