第十三章：INCAR文件性质计算参数详解！| 2026新版VASP基础教程

引言

在上一章《第十二章：INCAR文件静态计算参数！| 2026新版VASP基础教程》中，我们详细介绍了VASP的KPOINTS文件。VASP输入文件中的INCAR提供了计算内容、方法、收敛标准。本章将正式介绍INCAR，从参数分类，结构优化参数，静态计算参数，性质计算参数等角度来介绍VASP的INCAR文件。

性质计算参数-基础参数与计算准备

在进入特定性质的计算设置之前，确保 INCAR 文件中的基础参数（如能量截断 ENCUT、电子收敛精度 EDIFF、离子步数 NSW 等）设置合理，是获得高质量计算结果的前提。

结构优化基础

无论是计算 DOS 还是光学性质，通常都需要基于一个优化到力学收敛（EDIFFG ≤ -0.02 eV/Å）且能量收敛（EDIFF ≤ 1e-5 eV）的结构。推荐使用 IBRION=2（共轭梯度法）或 IBRION=1（离子步长控制），并将 EDIFFG 设置为 -0.02 以确保力的收敛。

电子态收敛

对于金属体系，电子自洽迭代通常比绝缘体困难。推荐使用 ALGO=Normal 或 ALGO=All，并适当增加 NELM（最大电子迭代步数）至 100，以防止收敛失败。

波函数与电荷密度

在进行后续性质计算（如 DOS 或光学）时，通常需要读取之前结构优化的波函数和电荷密度。这需要在 INCAR 中显式设置 ISTART=1（读取 WAVECAR）和 ICHARG=11（读取 CHGCAR），或者使用 ICHARG=1（从 WAVECAR 读取波函数并计算电荷密度）。

电子态密度 与 投影态密度

DOS 计算是最基础的性质分析之一，用于评估材料的导电性、半导体带隙等特性。其核心在于在结构优化后进行一次“静态计算”并输出能带信息。

自洽读取设置

ISTART = 1：从之前的 WAVECAR 文件读取波函数，避免重新计算，节省时间。

ICHARG = 11：从 CHGCAR 文件读取电荷密度，确保电荷分布的一致性。

费米面填充

ISMEAR = -5：对于 DOS 计算，强烈建议使用四面体积分法（ISMEAR = -5），因为它对费米面附近的电子占据分布最为精确，适用于金属和半金属体系。

SIGMA = 0.05：尽管 ISMEAR = -5 通常不需要 SIGMA，但为了兼容性，仍建议保留默认值 0.05 eV。

能带与密度

LORBIT = 11：用于投影态密度（PDOS）计算，能输出更详细的分波态密度（s, p, d 分波）。

NEDOS = 2000：设置 DOS 计算的能量点数，点数越多曲线越平滑，但计算量也随之增加。2000 是一个常用的平衡值。

输出控制

LWAVE = .FALSE.：通常关闭 WAVECAR 的写入（除非后续需要），节省磁盘空间。

LCHARG = .TRUE.：保留 CHGCAR 文件，这对于后续的 Bader 电荷分析或电荷密度可视化是必要的。

Bader 电荷分析

Bader 电荷分析用于计算原子间的电荷转移量，评估化学键的极性。虽然 VASP 本身不直接计算 Bader 电荷，但它可以生成所需的电荷密度文件。

核心文件输出

LCHARG = .TRUE.：确保生成 CHGCAR 文件（总电荷密度），这是 Bader 分析的基础。

LAECHG = .TRUE.：这是关键设置。它告诉 VASP 额外写出 AECCAR0（原子核+电子核电荷密度）和 AECCAR2（全电子密度）。Bader 分析软件通过这两个文件计算每个原子的 Bader 区域并积分。

计算流程

1、首先进行结构优化，生成 WAVECAR。

2、进行单点静态计算，INCAR 中加入 LCHARG = .TRUE. 和 LAECHG = .TRUE.。

3、计算结束后，使用 Bader 程序（外部工具）读取 AECCAR0、AECCAR2 和 CHGCAR 文件，完成电荷分析。

光学性质计算（Optics）

光学计算用于预测材料的介电函数、折射率、吸收光谱等。这是一个典型的后处理计算，通常基于使用 HSE06 或 PBE0 等杂化泛函优化后的结构。

杂化泛函

光学计算通常需要使用更精确的能带结构。建议在之前的 SCF 计算中使用 HSE06（LHFCALC = .TRUE.）或 PBE0 泛函，并确保能带数量足够（后文 NBANDS 参数）。

LOPTICS = .TRUE.

这是开启光学计算的核心开关。它告诉 VASP 计算频率依赖的介电矩阵（即光学常数）。

NEDOS

虽然主要用于 DOS，但在光学计算中它决定了计算的能量分辨率。通常设置为 2000 或更高。

NBANDS

光学计算需要计算更多的未占据能带（conduction bands）。默认的能带数（NBANDS）通常不足以描述高能光学跃迁。建议将 NBANDS 设置为结构优化时能带数的 两倍 或 三倍（例如，如果优化时 NBANDS=200，则光学计算时设为 400-600）。

计算注意事项

NPAR=1

光学计算涉及大量的矩阵运算，VASP 官方建议将并行参数 NPAR 设为 1（即关闭 k 点并行），以避免因不同 k 点计算顺序不同导致的介电矩阵数值噪声。

收敛性

光学计算对 k 点网格（KPOINTS）非常敏感。对于金属材料，建议使用密集的 k 点网格（如 24x24x24），以确保介电函数的平滑性。

本章要点总结

性质计算参数知识点梳理

基础参数与计算准备：介绍了ALGO和EIDFFG等参数意义

电子态密度与投影态密度：介绍了ISMEAR和NEDOS等参数意义

Bader电荷：介绍了AECCAR0文件与LAECHG等参数意义

下一步学习建议

下一章将正式引入本次教程的核心—结构优化的INCAR文件。我们将从结构优化INCAR总览、核心参数详解、进阶设置与技巧方面详细介绍VASP 案例INCAR文件，以及他们在VASP计算中的应用，敬请期待！