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银虫 (小有名气)


[交流] VASP中电子态密度计算的流程

VASP中电子态密度计算的流程

主要分成三步:一、结构优化;二、静态自洽计算;三、非自洽计算
以Al-FCC为例子
第一步 结构优化
输入文件(INCAR, POTCAR, POSCAR, KPOINT)    
INCAR文件
System=Al
ISTART=0
ISMEAR=1
SIGMA=0.2
ISPIN=2
GGA=91; VOSKOWN=1; EDIFF=0.1E-05; EDIFFG=-0.01
IBRION=2
NSW=50
ISIF=2 (OR 3)
NPAR=10
 
POTCAR 文件直接在势库中拷贝
 
POSCAR文件
Al
4.05
1.0  0.0  0.0
0.0  1.0  0.0
0.0  0.0  1.0
4
Direct
0.0        0.0  0.0
0.5        0.5  0.0
0.5        0.0  0.5
0.0  0.5  0.5
 
KPOINT 文件
Automatic generation
0
Mohkorst Pack
15   15   15
0.0  0.0  0.0
 
第二步 静态自洽计算
INCAR: PREC = Medium,ISTART = 0,ICHARG = 2,ISMEAR = -5
输入文件(INCAR, POTCAR, POSCAR, KPOINT)    
INCAR文件
System=Al
ISTART=0
ISMEAR=1
SIGMA=0.2
ISPIN=2
GGA=91; VOSKOWN=1; EDIFF=0.1E-05; EDIFFG=-0.01
#IBRION=2
#NSW=50
#ISIF=2 (OR 3)
NPAR=10
 
POTCAR 文件直接在势库中拷贝
 
POSCAR文件
Al
4.05
1.0  0.0  0.0
0.0  1.0  0.0
0.0  0.0  1.0
4
Selective Dynamic
Direct
0.0   0.0   0.0   T T T
0.5   0.5   0.0   T T T
0.5   0.0   0.5   T T T
0.0   0.5   0.5   T T T
 
KPOINT 文件
Automatic generation
0
Mohkorst Pack
15      15   15
0.0    0.0  0.0
 
第二步计算是在结构优化的结果上进行的,所以开始第二步的时候,将第一步中的输入文件INCAR, POTCAR, POSCAR, KPOINT 以及 C* 文件放入静态自洽计算中去,并且将CONTCAR 拷贝到 POSCAR中,然后运行VASP。计算结果中的Fermi能是准确的,需要记下。
 
第三步 非自洽计算
INCAR: PREC = Medium,ICHARG = 11,ISMEAR = -5,LORBIT = 10 或者 11(这时可不设RWIGS),ISTART = 1
 
在第二步自洽计算的基础上进行,修改输入文件INCAR, POTCAR, POSCAR, KPOINT。
INCAR文件
System=Al
ISTART=1
ISMEAR=-5
SIGMA=0.2
ICHARG=11
RWIGS=1.402
ISPIN=2
GGA=91; VOSKOWN=1; EDIFF=0.1E-05; EDIFFG=-0.01
#IBRION=2
#NSW=50
#ISIF=2 (OR 3)
NPAR=10
 
POTCAR 文件直接在势库中拷贝
 
POSCAR文件
Al
4.05
1.0  0.0  0.0
0.0  1.0  0.0
0.0  0.0  1.0
4
Selective Dynamic
Direct
1.0   0.0   0.0   T T T
0.5   0.5   0.0   T T T
0.5   0.0   0.5   T T T
0.0   0.5   0.5   T T T
 
KPOINT 文件
Automatic generation
0
Mohkorst Pack
21   21  21
0.0  0.0  0.0
 
VASP中文手册:在进行能带和DOS计算时,ISMEAR 不能使用N阶MP方法。因为MP方法在空轨道上有负的占据,所以求得的能带和DOS是不正确的。但是从其它地方看到---“提示:在计算能带结构时,采ISMEAR = 0或1对结果的影响非常小,可以认为是一样的。但是不能采用ISMEAR = -5 或-4。”ISMEAR到底多少?
 
计算能带:ICHARG = 11
导体的话,用ISMEAR=1;
半导体或绝缘体,用ISMEAR=0 。
计算 DOS: ICHARG = 11
ISMEAR = -5
 
计算的时候,金属可用0、1,非金属不要大过0,体材料可用-4、-5(面的话就用-1、0吧?)
 

 
设置完成后进行计算,计算完后,得到包含了态密度值的DOSCAR文件,采用split_dos对态密度文件DOSCAR进行分割,得到总态密度DOS0,各个原子的分波态密度DOS1,DOS2……。另外在运行split_dos程序对DOSCAR文件分割时,要保证当前目录下有对应的OUTCAR和POSCAR文件。
分割后的DOS0,DOS1…等文件的能量值是以费米能级作为能量参考零点。DOS0的第一列数据是能量值,单位为eV;第二列数据是总态密度的值,单位 State/eV.unit cell;第三列数据是总态密度的积分值,也就是电子数,单位为electrons。DOS1是第一个原子的分波态密度值,其中的第一列数据是能量值,单位为eV;第二、三、四列数据分别对应于s、p、d态的分波态密度值,单位为State/eV.atom。其他的DOS文件与DOS1类似。
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