-
软件主要功能：
采用周期性边界条件（或超原胞模型）处理原子、分子、团簇、纳米线（或管）
、薄膜、
晶体、准晶和无定性材料，以及表面体系和固体
l
计算材料的结构参数（键长、键角、晶格常数
、原子位置等）和构型
l
计算材料的状态方程和力学性质（体弹性模量和弹性常数）
l
计算材料的电子结构（能级、电荷密度分布、
能带、电子态密度和
ELF
）
l
计算材料的光学性质
l
计算材料的磁学性质
l
计算材料的晶格动力学性质（声子谱等）
l
表面体系的模拟（重构、表面态和
STM
模拟）
l
从头分子动力学模拟
l
计算材料的激发态（
GW
准粒子修正）
计算主要的四个参数文件：
INCAR
,POSCAR,POTCAR ,KPOINTS,
下面简要介绍，详细权威
的请参照手册
INCAR
文件：
< br>该文件控制
VASP
进行何种性质的计算，
并设置了计算方法中一些重要的参数，
这些参数主
要
包括以下几类：
l
对所计算的体系进行注释：
SYSTEM
l
定义如何输入或构造初始的电荷密度和波函数
：
ISTART
，
ICHARG
，
INIWA
V
l
定义电子的优化
–
平面波切断动能
和缀加电荷时的切断值：
ENCUT
，
ENAUG
–
电
子部分优化的方法：
ALGO
，
IAL
GO
，
LDIAG
–
电荷密度混合的
方法：
IMIX
，
AMIX
，
AMIN
，
BMIX<
/p>
，
AMIX_MAG
，
< br>BMIX_MAG
，
WC
，
INIMIX
，
MIXPRE
，
MAXMIX
–
自洽迭代步数和收敛标准：
NELM
，
NELMIN
，
NELMDL
，
EDIFF
l
定义离子或原子的优化
–
原子位置优化的
方法、移动的步长和步数：
IBRION
，
NFREE
，
POTIM
，
NSW
–
分子动力学相关参数：
SMASS
，
TEBEG
，
TEEND
，<
/p>
POMASS
，
NBLOCK
，
KBLOCK
，
PST
RESS
–
离子弛豫收敛标准：
EDIFFG
l
定义态密度积分的方法和参数
–
smearin
g
方法和参数：
ISMEAR
，
SIGMA
–
计算态密度时能量范围和点数：
EMIN
，
EMAX
，
NEDOS
–
计算分波态密度
的参数：
RWIGS
，
LORBIT
l
其它
–
计算精度控制：
PREC
–
磁性计算：
ISPIN
，
MAGMOM
，
NUPDOWN
–
交换关联函数：
GGA
，
VOSKOWN
–
计算
ELF
和总的局域势：
LELF
，
LVTOT
–
结构优化参数：
ISIF
–
等等。
主要参数说明如下：
?
SYSTEM
：该输入文件所要执行的任务的名字。取值：字符
串，缺省值：
SYSTEM
?
NWRITE
：输出内容详细程度。取值：
0~4
，缺省值：
2
如果是做长
时间动力学计算的话，最好选
0
或
1(
首末步
/
每步核运动输出
)
，短时运算用
2
，
选
3
则会在出错的时候给出说明信息。
?
ISTART
：决定是否读取
W
A<
/p>
VECAR
文件。取值：
0~2
，缺省
0/1 for
无
/
有
前次计算的
WA
VECAR
（波函数）
0
：
begin 'from scr
atch'
，根据
INIWA
V
初始化波函数
1
：
restart with
constant energy cut-off
，从
WA<
/p>
VECAR
读取波函数（重定义平面波集）
2
：
restart with
constant basis set
，从
W
A
VECAR
读取波函数（平面波集不变）
?
I
CHARG
：决定如何建立初始电荷密度。取值：
0~2
，缺省值
: if ISTART=0 2 else 0
0
：由初始波函数计算电荷密度
1
：从
CHGCAR
文件读取电荷密度
2
：使用原子电荷密度的叠加
+10
非自洽计算
?
ISPIN
：是否进行
spin
polarized calculation
。取值：
1
，
2
（
1-no<
/p>
，
2-yes
）
，缺省值：
2
? <
/p>
MAGMOM
：
在
ICHARG=2
或在
CHGCAR
中未包含磁化密度（
ICHARG=1
）时，指定
每个原子的初始磁化时刻。取值：实数数组，缺省值
:
对
ISPIN=2 NIONS*1.0
，对非共线型
磁化体系
3*NIONS*1.0
?
INIWAV
如何设置初始波函数，只在
ISTART=0
时使用。取值：
0
，
1
（
0-
最低动能的平
面波，
1-
随机数）
，缺省值：
1
。
?
IDIPOL <
/p>
控制计算单极、偶极和四极修正。取值：
1~4
< br>。
1~3
只计算第一
/
二
/
三晶矢方向，
适于厚板（
slab
）的计算
4
所有方向都计算，适于计算孤立分子
?
PREC
进动（
precession
）
。取值：
low/medium/high/normal/
accurate
/single)
，缺省值
:
Nor
mal
（
V
ASP.4.X
）
；
Medium
（
V
ASP.5.X
）
V
ASP4.5+
采用了优化的<
/p>
accurate
来替代
high
，所以一般不推荐使用
high
。不过
high
可以确
保
“
绝对收敛
”
，
作为参考值有时也是必要的。
同样受推荐的是
normal
，
适于作为日常计算选
项。
受
PREC
影响的参数有四
类：
ENCUT
；
NGX
，
NGY
，
NGZ
；
NGXF
，
NGYF
，
NGZF
；
ROPT
。
如果设置了
PREC
，这些参数就都不需要出现了，当然直接设置相应的参数也有同样效果。
具体影响效果见
p53~54
。
?
ENCUT
平面波基组的截断能量（
eV
）
。取值：实数，缺省值：受
PREC
设置影响，从
POTCAR
文件中找出相应的
ENM
AX/ENMIN
值来设置。
PREC =
Low
Medium
Accurate
Normal
ENCUT = ENMIN
ENMAX
ENMAX
ENMAX
Single
High
ENMAX
ENMAX*1.3
对于多个元素不同的
ENMAX/ENMIN
，都取最大值。
该参数非常重要，
最好不要手工去设置，
除非文献告诉
你要用多少，
或者经过结果可靠性的
验证。当然，为了测试一下
提交的任务，也不妨先设个较小的值。
?
NGX
，
NGY
，
NGZ
：控制
FFT
网格在三个晶矢方向上的格点数量。
?
NGFX
，
NGFY
，
NGFZ
：控
制第二次更精确的
FFT
网格的格点数量。
也是两类重要的最好不要去动的参数。在未指定的情况下将根据
< br>PREC
的设置从
POTCAR
中自动读取。
PREC=High/Accurate
，基组中向量的
2
倍值，用来避免
wrap around errors
，得到精确解。
PRE
C=Low/Medium/Normal
，基组中向量的
3/
4
倍值（已足够精确到
1
meV/atom
）
。
?
LREAL: <
/p>
决定投射是在实空间还是倒易空间进行。取值：
.TRUE.
（实空间）
/.FALSE.
（倒易空间）
，缺省值：
.FALSE.
用于求解
赝势的非局域部分用到的一个积分，
在倒格空间里采用平面波基组求解，
在实空间
里则采用积分球求解。
其他还有两个选项：
O or
On
，
A or
Auto
。
On
和
.TRUE.
的差别在于是否使用
King-Smith
算法优化，设为
Auto
则进行自动选择，推荐
使用。
?
ROPT:
在
LREAL=Auto or On
时，优化控制每个核周围的积分球内的格点数。取值：
实数数组
For LREAL=On
PREC=Low, 700
points in the real space sphere (ROPT=0.67)
PREC=Med, 1000 points in the real
space sphere (ROPT=1.0)
PREC=High,
1500 points in the real space sphere (ROPT=1.5)
For LREAL=Auto
PREC=Low,
accuracy 10-2 (ROPT=0.01)
PREC=Med,
accuracy 2*10-3 (ROPT=0.002)
PREC=High
accuracy 2*10-4 (ROPT=2E-4)
?
NELM, NELMIN and
NELMDL
：控制电子自洽循环步数。取值：整数
NELM
：电子自洽循环最大次数。缺省值：
6
0
NELMIN
：电子自洽循环最小次数。缺省值：
2
NELMDL
：弛豫次数。缺省值：
if ISTART=0, INIWA
V=1, and IALG
O=8
，
-5
，
if ISTART=0,
INIWA
V=1, and
IALGO=48
，
-12
，
else 0
NELMDL
可以取负值。如果
初始波函数采用随机赋值，即
ISTART=0
，
INIWA
V=1
，那么很
可能开始的值比较离谱，那么在第一步核运动循环之前采用
NELMDL
（负值）步的非自洽
（保留初始的
H
< br>）步计算将减少计算所需的时间。
?
EDIFF
：
指定电子自洽循环的全局中断条件，
用于控制收敛精度。
取值：
实数，
缺省值：
10-
4
注意，即使
EDIFF=0
，
NELM
步电子自洽循环也会执行。
?
EDIFFG
：指定离子弛豫循环的中断条件，用于控制核运动的收敛精度。取值，实数，
缺省值：
10*EDIFF
EDIFFG>0
在两个离子步的总自由能之差小于
EDIFFG
时停止
EDIFFG<0
在所
有的力都小于
EDIFFG
时停止。
EDIFFG=0
在
NSW
步弛豫后停止
此参数不支持
< br>MD
，仅用于弛豫。
?
NSW
：给出最大离子步数。
取值：整数，缺省值：
0
。
< br>
?
NBLO
CK
，
KBLOCK
：取值：整数，缺
省值：
NBLOCK =
1
，
KBLOCK = NSW
在<
/p>
NBLOCK
离子步后对成对相关函数和
DOS
进行计算，并且把离子配置写入
XDATCAR
文件。
在
KBLOC
K*NBLOCK
步主循环后平均的成对相关函数和
DOS
被写入
PCDA
T
和
DOSCAR
文件。
?
IBRION
：
决定离子怎样更新和运动。
取值：
-1~3
，
5~8
（
-1-
无更新，
0-MD
，
1-RMM-DIIS
，
2-
共轭梯度算法，
3-Damped
MD
，
5,6
：有限差分，
7,8
：密度函数扰动理论）
，缺省值：
if
NSW=0/1
，
-1
，
else 0
这个参数是和
ISIF,
IALGO/ALGO
一起决定怎么算的最重要的参数。
1~3
是三种弛豫的方法，
根据
ISIF
决定是否固定离子位置、
晶胞大小
和形状，
在
INCAR
中
必须设置参数
POTIM
。
0
是标准的
ab-initio M
D
，不受
ISIF
影响，即不改变晶胞
大小和形状。
5~8
支持
Hessian
Matrix
和
phonon frequency
的计算以及部分固定的
MD
。
?
POTIM
：
IBRION=0
时，给出
MD
每步步长（
fs
）
，
IBRION=1~3
时，给出最小
化的度
量常量。取值：实数，缺省值：
IBRION=0
无缺省，必须指定，
IBRION=1,2,3 0.5
?
ISIF
：决定是否计算应力张量以及弛豫中晶胞变化的自由度。取值：
0~6<
/p>
，缺省值：
if
IBRION=0(MD) 0 else 2
ISIF│calculate│
calculate
│
relax │
change
│
change
│
force
│stress
tensor │ ions
│ cell shape
│cell volume
----
┼
-------
┼
--------
---
┼
------
┼
---------
┼
---------
0 │
yes
│
no
│ yes
│
no
│
no
1
│
yes
│
trace only
│ yes
│
no
│
no
2
│
yes
│
yes
│ yes
│
no
│
no
3
│
yes
│
yes
│ yes
│
yes
│
yes
4
│
yes
│
yes
│ yes
│
yes
│
no
5
│
yes
│
yes
│
no
│
yes
│
no
6
│
yes
│
yes
│
no
│
yes
│
yes
7
│
yes
│
yes
│
no
│
no
│
yes
trace only means that only the total
pressure is correct
?
IWA
VPR
：
决定波函数和
/
或电荷密度怎样从一个离子配置向下一个离子
配置进行推测。
取值：
0~3
，
10~13
（
0-
无
推测，
1,11-
用原子电荷密度进行简单推测，
2,12-
二阶推测，
3,13-
< br>混合前两种方法）
，缺省值：
if
IBRION=0(MD),1,2(relaxation) 2
else(
静态计算
) 0
推测结果
保存在外部文件
TMPCAR
中，取值
+10
则全部使用内存，不保存此文件。
?
ISYM
：决定是否使用对称性。取值：
-1~3
（
-1,0-
不使用，
1,2,3-
使用）
，缺省值：
if
使
用
US-PP
1
，
if
使用
PAW 2
ISYM=2
使用一种效率更高也更节省内存的电荷密度对称性，
ISYM=3
时仅考虑力和应力张
量的对称性，而电荷密度是非对称的。
?
SYMPREC
：决定
POSCAR
文件中给出的位置的精度。取值：实数，缺省值：
10-5
?
LCORR
：决定是否对非完全自洽计算中的力进行
Harris
修正。取值：
.TRUE./.FALSE.
，
缺省值：
.TRUE.
?
TEBEG, TEEND
：控制从头分子动力学计算中的起始温度和最终温度（
MD
有效）
。取
值：实数，缺省值：
TEB
EG = 0 TEEND = TEBEG
注意
V
ASP
的温度定义与实际温度有细微的差别，所以
TEBEG=T
×
(N-1)/N
，
T
为实际要求
的温度，
N
为原子数。
?
SMASS
：控制从头
MD
中的速度。取值：
-3~0
，缺省值：
-3
微正则系综（总自由能不<
/p>
变）
，
-2
保持初速度不变，
-1
每
NBLOCK
步调整速度，来保证动能连续，
>=
0 Nos
é算法模
拟正则系综
?
NPACO
：成对相关函数的槽数。取值：整数，缺省值：
256
?
APACO
：成对相关
函数求值中的最大距离（
?
）
。取值：
整数，缺省值：
16
简单说就是在不超过
APACO
的
NPACO
个距离上
求成对相关函数
PCF
。
?
RWIGS
：
给出
Wigner-Seitz
半径，
DOS
计算用。
取
值：
实数数组，
缺省值：
从
POTCAR
文件中读取
?
NELECT
：
总电子数，
如果系统不是电中性的就必须
设置，
所带电荷作为均一的背景电
子气考虑。
< br>取值：
实数，
缺省值：
-
（价电子数）
，
由
P
OSCAR
和
POTCAR
文件自动决
定
（通
常不必给出）
。
?
NUPDOWN
上下自旋成分间的电子数之差。取值：整数，
缺省值：未设置（此时将进
行完全弛豫）
?
EMIN,
EMAX
：
DOS
求值的最小
/
最大能量。取值：实数，缺省值：
EMIN
=
-
(lowest
KS-eigenvalue -
Δ
)
，
EMAX =
- (highest KS-eigenvalue -
Δ
)
?
ISMEAR
：决定每个波函数的部分占位
fnk
如何设置。取值：
-5 | -4 | -3 |
-2 | 0 | N
（
-5-
带有<
/p>
Blochl
修正的四面体方法
,
-4-
不带
Blochl
< br>修正的四面体方法
,
-3-
根
据
INCAR
文件中提
供的
smearing
参数执行循环，
-2-
从
WA
VECAR
文件
中读取
,
-1-Fermi-smearing,
0-Gaussian
smearing,
>0-method of Methfessel-Paxton order
N
，缺省值：
1
-
-
-
-
-
-
-
-
-
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