VASP计算吸附能与吸附构型详细步骤

吸附能可以用来衡量表面对某种分子或原子吸附难易程度，对后续的催化反应计算有着重要指导意义。华算科技朱老师将详细介绍吸附能与吸附构型计算步骤和数据处理方法。

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，在此基础上构建表面、表面吸附分子、孤立分子模型，并生成POSCAR文件，再根据元素顺序构建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对三个结构进行优化计算。

INCAR文件：

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=2 #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

1 1 1 #K点网格密度

0 0 0 #K点网格中心平移矢量

自洽计算

完成三个结构优化计算后，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，从而获得三个结构的能量：

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

数据处理

将表面吸附分子总能减去表面和孤立分子的总能，即可得到吸附能，对应的结构即为吸附构型。

具体公式为

其中，E_slab 是表面结构的能量，E_molecule 是吸附分子的能量，E_slab+E_molecule 是表面吸附分子后的总能量。

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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