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First-principleselectronicstructurecalculations•简介•基本任务•输入文件•输出文件•程序举例•操作界面简介—VASP是什么•全称ViennaAb-initoSimulationPackage•是一个采用平面波赝势(或缀加投影波)方法进行从头模拟的软件包。•是目前材料模拟和计算材料科学研究中非常流行的商用软件之一。基本任务crystalstructure晶体结构基本性质计算•ElectronicStructure•Magneticproperties•Optimizeparameters•Structuralrelaxationbasiccharactersofsurfacesystem表面体系的基本性质的计算......POTCARKPOINTSPOSCARINCAR输入文件pseudopotentailfile（赝势文件，软件本身具有，用时选择合理的即可）Brillouinzonesampling（k点取样设置文件）structuraldata（描述体系结构的文件）steeringparameters（计算控制参数文件）INCAR输入文件：设置程序控制参数的值System、ISTART、ENCUT、NELM、EDIFF、EDIFFG、GGA、NPAR、NSW、IBRION、ISIF、ISYM、LWAVE、LCHARG等例：静态计算(计算总能和自洽的电荷密度)时经验推荐自己手动设置ENCUT,SYSTEM,ISTART,ICHARG,ISMEAR,EDIFF,PREC等的值。SYSTEM=SiliconENCUT=350ISTART=0ICHARG=2ISMEAR=-5EDIFF=1E-5PREC=Accurate设置标题，以说明所计算的体系设置平面波切断动能(不采用默认值)说明这次计算是一次全新的计算按体系中的原子构造初始的原子密度采用四面体方法电子迭代的收敛标准是1E-5精度为Accurate☺可以在一行设置多个关键词（即参数）的值，但是每个关键值之间用分号(;)隔开。如ISMEAR=0;SIGMA=0.2。☺当想不用INCAR中某个关键词的值时，在该行前面加上井号(#)注释掉，如#ISMEAR=0;SIGMA=0.2POSCAR输入文件：描述体系结构例:SiC体系的POSCAR文件CubicSiC3.570.00.50.50.50.00.50.50.50.011Direct0.000.000.000.250.250.25设置体系的名称晶格常数或缩放系数原胞(或晶胞)的基矢每类原子的个数确定按何种坐标来写原子位置第一个坐标第二个坐标TiO2_anatase.cell隐藏文件命名为TiO2缩放倍数为1基矢体系中有8个氧原子，4和钛原子各个原子的坐标•按普通格式手动输入各个k点(推荐用在计算能带时)k-pointsenteredmanually5Reciprocal0.5000.0000.5001.000.4750.0000.4751.000.4500.0000.4501.000.4250.0000.4251.000.4000.0000.4001.00标题或注释行，无特别意义K点的数目以字母R开头表示k点是按倒格子坐标系前三个数是k点的坐标，最后一个数是相应k点的权重(下面共5个k点)KPOINTS输入文件:控制K点的选取方式•程序自动产生K点（最常用的，定义网格取样大小）Automaticgenetation0Monkorst-Pack9990.00.00.0注释行自动产生K点，这一行必须设为0Monhkorst-Pack方法产生K点在各个基矢方向上分割基矢的点数是否移动网格点以及移动多少（这里不移动）POTCAR输入文件:赝势文件Si的一种势函数的部分内容USSi4.00000000000000000parametersfromPSCTRare:VRHFIN=Si:s2p2LEXCH=CAEATOM=115.7612eV,8.5082RyGGA=-1.4125-1.4408.0293-.9884eVTITEL=USSiLULTRA=TuseultrasoftPP?IUNSCR=1unscreen:0-lin1-nonlin2-noRPACOR=1.580partialcoreradiusPOMASS=28.085;ZVAL=4.000massandvalenzRCORE=2.480outmostcutoffradiusRWIGS=2.480;RWIGS=1.312wigner-seitzradius(auA)ENMAX=150.544;ENMIN=112.908eVEAUG=241.945…………输出文件OUTCAR:最主要的输出文件DOSCAR:电子态密度文件EIGENVAL:本征值文件OSZICAR:每次迭代或原子迟豫(或MD)的信息CHG和CHGCAR:电荷密度文件WAVECAR:波函数文件CONTCAR:原子迟豫或MD后的体系结构文件IBZKPT:布里渊区中的k点PCDAT:对关联函数XDATCAR:在MD时,原子位置变化的跟踪文件PROCAR和PROOUT:波函数投影或分解的文件LOCPOT:总的局域势ELFCAR:电子局域函数程序举例用VASP求TiO2的电子态密度和能带，分如下几步:(1).生成4个输入文件:POSCAR、POTCAR、INCAR、KPOINTS(2).优化晶格参数,求出能量最低所对应的晶格参数；(3).固定晶格常数静态计算，得到后面计算要用到的电荷密度；(4).静态计算之后，固定电荷密度,分别做非自洽的能带和态密度计算；(5).从输出文件EIGENVAL、DOSCAR中提取数据,画图。(1).生成4个输入文件:POSCARPOTCARKPOINTSINCARSYSTEM=TiO2PREC=AccurateNSW=200ENCUT=400ISTART=0ICHARG=2IBRION=1ISIF=3EDIFFG=-0.01ADDGRID=.True.ISMEAR=0SIGMA=0.1K-Points0MonkhorstPack444000VASP提供的各种POTCARTiO21.000000000000003.7760000000000000.0000000000000000.0000000000000000.0000000000000003.7760000000000000.0000000000000000.0000000000000000.0000000000000009.48600000000000184Direct0.00000000000000000.00000000000000000.20800000000000000.50000000000000000.50000000000000000.70800000000000000.00000000000000000.50000000000000000.45800000000000000.50000000000000000.00000000000000000.95800000000000000.50000000000000000.00000000000000000.54200000000000000.00000000000000000.50000000000000000.04200000000000000.50000000000000000.50000000000000000.29200000000000000.00000000000000000.0000000000000000-0.20800000000000000.00000000000000000.00000000000000000.00000000000000000.50000000000000000.50000000000000000.50000000000000000.00000000000000000.50000000000000000.25000000000000000.50000000000000000.00000000000000000.7500000000000000(2).优化晶格参数•运行VASP，从输出文件CONTCAR中查看优化之后的晶格常数。（3）固定晶格常数静态计算，得到后面计算要用到的电荷密度。SYSTEM=TiO2PREC=AccurateNSW=0ENCUT=400ISTART=0ICHARG=2IBRION=-1ISMEAR=0SIGMA=0.10#ISIF=2IALGO=48K-Points0MonkhorstPack444000VASP提供的各种POTCARTiO21.000000000000003.78451013422594020.00000000000000000.00000000000000000.00000000000000003.78451013422594020.00000000000000000.00000000000000000.00000000000000009.518838639634026384Direct0.00000000000000000.00000000000000000.20895858998164850.50000000000000000.50000000000000000.70895858998164860.00000000000000000.50000000000000000.45895858998164850.50000000000000000.00000000000000000.95895858998164860.50000000000000000.00000000000000000.54104141001835140.00000000000000000.50000000000000000.04104141001835140.50000000000000000.50000000000000000.29104141001835150.00000000000000000.00000000000000000.79104141001835140.00000000000000000.00000000000000000.00000000000000000.50000000000000000.50000000000000000.50000000000000000.00000000000000000.50000000000000000.25000000000000000.50000000000000000.00000000000000000.7500000000000000将CONTCAR中得到的数据拷贝到POSCAR中(4).静态计算之后，进行能带计算SYSTEM=TiO2PREC=AccurateNSW=0ENCUT=400ISTART=1ICHARG=11#IBRION=-1#ISMEAR=-5#ISIF=3IALGO=48NELMDL=-5ISPIN=2NELMDL=-5k-pointsalonghighsymmetrylines5252626Line-moderec0.0000.0000.000!gamma0.0000.5000.000!X0.0000.5000.000!X0.0000.5000.500!R0.0000.5000.500!R0.0000.0000.500!Z0.0000.0000.500!Z0.0000.0000.000!gamma0.0000.0000.000!gamma0.5000.5000.000!M0.5000.5000.000!M0.5000.5000.500!A0.5000.5000.500!A0.0000.0000.500!ZVASP提供的各种POTCAR运行VASP,从输出文件EIGENVAL中提出数据作图计算得到的能带图(4).静态计算之后，同时进行态密度计算SYSTEM=TiO2PREC=AccurateN