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,超算连接软件Winscp
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EasyConnect下载-EasyConnect最新版下载V7.6.7.0
Downloading WinSCP-6.5.3-Setup.exe :: WinSCP
cd 202511/mgo/opt 进入计算文件夹
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
cat KPOINTS 查看KPOINTS文件内容
Gamma #布里渊区K点网格以Gamma点为中心
用winscp下载CONTCAR文件,并用VESTA作图
通过本文的学习,大家已经能够初步掌握VASP结构优化的完整流程,包括理解INCAR、POSCAR、KPOINTS等核心输入文件的意义,并独立完成计算任务的配置与提交。这为后续开展更复杂的材料模拟研究奠定了坚实的基础。
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