VASP | 理论计算常见问题解答(97):结构优化、磁性设置与界面性质的关键问题解析

Q1:朱老师,我需要对一个大的吸附结构进行计算,电子步过程中能量变得极负,需要怎么修改输入文件?

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A:这更像电子发散,不是正常降能,先稳电子收敛再继续优化。

一、先查初始结构,若吸附物和表面原子过近、起始构型离极小点太远,优化很容易失败;

二、先把电子算法调稳:优先试 ALGO=Normal;若还炸,改 ALGO=All(或 Conjugate)并加 TIME=0.05,这是 VASP 官方给难收敛体系的常用思路;

三、部分占据体系用合适 ISMEAR,金属可把 AMIX 调小,必要时设 BMIX=1E-4、BMIX_MAG=1E-4。

Q2:朱老师,我在跟着课程学习NiOOER反应计算中,对于NiO的初始结构进行表面优化,计算了几遍都发现表面的部分原子飞了,大幅度偏离原始位置?

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A:多半是模型或磁性设定不对。

一、NiO要用AFM+U,不然表面易乱跑;
二、若是(111)极性面,裸表面本就易重构;
三、先固定底2层,ISIF=2,POTIM调小。
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Q3:朱老师,我想请问您一个问题,就是像这种CoOOH物质,再进行HMF氧化时,一般会有OH参与脱质子,进行HMF反应,因此经常会计算催化剂吸附OH的Eads,但是这个OH一般应该吸附在那个原子上呢?
A:一般优先吸附在表面不饱和Co位;
先测 atop-Co 位,再比桥位 Co–O,晶格O/H位通常不优先,以Eads和后续脱氢步共同判断。

Q4:老师,计算异质结的功函数出现这种情况是因为什么?为什么前面不像教学中一个极大值,而是阶梯下来的?还有后面也不是平的?

VASP | 理论计算常见问题解答(97):结构优化、磁性设置与界面性质的关键问题解析
A:一、异质结是非均匀、非对称体系,沿 z 方向本来就会出现分层振荡、界面势差和局部台阶,所以 slab 内部势能呈阶梯起伏是正常的;
二、检查真空是否至少够大、是否用LDIPOL/IDIPOL/DIPOL、画图时是否用的是 LVHAR 对应的势、以及是否做了平面平均/宏观平均。

Q5老师,请问,优化Fe掺杂在同一体系的不同位置时,优化结束后有个能量。然后我取他们的结构进行静态计算,发现能量顺序和优化时不一样?

A:正常,最终应以同一套高精度静态单点后的能量顺序为准。

一、结构优化阶段的能量主要服务于“找最低力构型”,对 KPOINTS、ENCUT、SIGMA 很敏感,VASP 也强调比较总能时必须使用相同 ENCUT,并做好 k 点收敛;

二、Fe掺杂体系还要特别查磁态,VASP 明确指出,不同 MAGMOM 初猜可能收敛到不同最终磁构型,所以同一位点做静态后顺序变了,很多时候其实是磁态变了;

三、所有掺杂位点先优化,再用完全相同的高精度参数做 NSW=0 静态单点。

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