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vasp表面计算详细解说已有1人参与
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想和大家交流下vasp计算表面的一些问题： 1. 计算表面的步骤： a。先建立一个表面超胞模型(可以加入对称性吗？因为如果引入对称性，就变成超胞的两边是真空层了)； b。然后测试真空层和原子层数，这里的收敛标准是能量小于10eV（测试原子层数的时候可以不对称吗？）； c。然后进行表面结构的弛豫，固定中间几层原子，观察层间距的变化，若固定的层数之间有较大的位移（原子既然固定了，固定原子层之间还会有有位移嘛？），就增加弛豫原子层数（是固定原子的层数还是没固定原子的层数），在观察层间距的变化，知道变化很小为止（这里是做静态计算吗？然后从OUTcar里读取原子位置，看层之间的变化？这里有一个什么标准吗？）； d。此外，还要测试表面能，这时要保证slab足够厚，当slab层数变大时，表面能变化很小就行了（这里表面能使需要用公式计算的吧~~~，这个和原子层数测试是同时进行的吗？边看总能收不收敛，还要看表面能收不收连？而且说要保证晶胞大小一致，那这样真空层不就是变了吗，那前面测试真空层不就没有意义了）。 e。计算表面的性质 括号里面的就是我的疑问,还有一个问题就是k点的测试在什么时候测，k点在垂直晶面的方向上为1，那么如果是110面，k点该怎么设呢？ 我也是在学习的起步阶段，最近看这些有些糊涂，思路不太清晰，好像小木虫上也没有详细的帖子，希望我们大家交流一下， |
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【答案】应助回帖
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感谢参与，应助指数 +1
菲顶顶: 金币+10, ★★★很有帮助 2014-08-26 16:10:39
fzx2008: 金币+5, 谢谢指导 2014-08-27 13:35:33
感谢参与，应助指数 +1
菲顶顶: 金币+10, ★★★很有帮助 2014-08-26 16:10:39
fzx2008: 金币+5, 谢谢指导 2014-08-27 13:35:33
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a。先建立一个表面超胞模型(可以加入对称性吗？因为如果引入对称性，就变成超胞的两边是真空层了)； > 可加入，也可不加入，看計算題目需求 "週期" 性系統的計算，不管你加不加對稱，超胞的兩邊永遠都是真空層 b。然后测试真空层和原子层数，这里的收敛标准是能量小于10eV（测试原子层数的时候可以不对称吗？）； > 收斂標準能量小於 10 eV??? 你確定嬤??? 能量小於 1E-04 ? 1E-05? 同 a，要不要對稱要看你現在做的題目，目標是做什麼 大多數的計算當然是要考慮對稱，但某些情況是會特意去 broken symmetry k点的测试在什么时候测？ > 在做 bulk 計算的時後測的 建構表面結構，其中一個重要參數就是 lattice constant 要求 lattice constant ，就要做 bulk 計算 做 bulk 計算之前就要測過 ENCUT and k-points k点在垂直晶面的方向上为1，那么如果是110面，k点该怎么设呢？ > k 點選取跟你所計算的面是沒有關係的 不管是 110, 100, 111, 223, 233..... 任何表面 真空層方向的 k 點就是 1 k 點選取是與 cell 大小成反比 cell 三個邊 (x, y, z) 邊長越長，k 點需要越少 |
» 本帖已获得的红花（最新10朵）
3楼2014-08-26 15:49:21
【答案】应助回帖
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菲顶顶: 金币+20, ★有帮助 2014-08-26 19:05:23
菲顶顶: 金币+20, ★有帮助 2014-08-26 19:05:23
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那在后面测试表面能的时候不是要求slab的原子数比和块体材料的一样吗？ > ?? 沒有這回事吧... 測表面能為什麼要跟塊材原子數比一樣??? 那如果不对称的话原子比不就不一样了吗，不一样的话用表面能公式来计算的话算迟来的结果不就没有意义了吗？ > 表面能公式 E(surface) = [ E(surface system) - N*E(bulk energy per atom) ] / 2A E(surface system) - 對不對稱沒有關係，算出?砭秃昧� N - 表面結構內的原子總數 E(bulk energy per atom) - 這一項，大概就是你在意的問題所在 若 bulk 內只有一顆原子 (比方 Ag FCC 結構) 那沒有什麼困擾的地方 若 bulk 內有兩顆原子 (比方 Si diamond 結構) 那~ 只要除以 2 即可，這一項是 bulk energy per atom A - 表面面積 所以~表面計算其原子數沒有必要與塊材一致 有的人说是在原子层测试的时候，增加原子层数，测试表面能； 有的说是弛豫的时候，改变固定原子层数，看表面能是否收敛。到底是怎样的呢？ > 這兩個句子的描述有什麼不同?? 原子層測試時，原子是可允許移動，這不就是所謂的"弛豫"嬤 也許有些人認為原子層測試時所有原子不準移動 這樣的做法也是可以接受的 兩種作法做出?淼慕Y論應該是相同的 重點應該是要去思考 什麼叫做"收斂" 表面計算為什麼要固定住原子? |
5楼2014-08-26 16:54:44
★ ★ ★
fzx2008: 金币+3, 谢谢指导 2014-08-27 13:39:21
fzx2008: 金币+3, 谢谢指导 2014-08-27 13:39:21
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E（bulk）是体相的能量，你说的是指体相中的单个能量。你说的应该是单质表面能的计算吧，计算单质没有问题，如果有多种原子，想计算他的表面，那就不一样了啊。那你说的这种计算应该就是他们说的在有多种原子的时候就需要考虑原子的化学式了，也就是说用原子能量代替体相能量。那这种情况下就应该是不用考虑表面对不对称了。 > 嗯嗯~沒錯~你點到問題了 若是合金表面能計算 表面原子數與塊材原子數若是有成比例 那的確會"比較容易"去計算合金表面能 但~仍然不是必要的 原子數不成比例?K不影響表面能計算 原子层测试是判断大概去多少层原子，这里应该是静态计算；而弛豫则是对表面结构做优化判断中间固定多少层原子才能保证体相结构的性质，我认为他们是不同的 > 嗯嗯~這我沒有意見 原子層測試用靜態式計算或是用弛豫式計算，我覺得都對，只是思考角度不同 (我這裡指的是原子是否允許移動，靜態是不允許，弛豫是允許 弛豫指的是 relaxation or optimization 對吧?) 我想~我們兩討論的的方向似乎不太一樣，呵呵 |
7楼2014-08-26 18:01:05
10楼2014-08-26 19:45:11
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c。然后进行表面结构的弛豫，固定中间几层原子，观察层间距的变化，若固定的层数之间有较大的位移（原子既然固定了，固定原子层之间还会有有位移嘛？），就增加弛豫原子层数（是固定原子的层数还是没固定原子的层数），在观察层间距的变化，知道变化很小为止（这里是做静态计算吗？然后从OUTcar里读取原子位置，看层之间的变化？这里有一个什么标准吗？）； > 看不懂你 c 主要是想問什麼.... 1.原子固定的方向，是一定不會產生位移 2."静态计算"?你指的是什麼? 是 NSW=0 or 1 這種計算嗎? 3."然后从OUTcar里读取原子位置，看层之间的变化？这里有一个什么标准吗？" 你句子中間有一個 "問號" 所以前面是問句，問句後面再接著問問句裡面的東西的標準? ............... 嗯...........不知要回答什麼............. |
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21楼2017-02-19 17:08:43
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网上看到大部分有说的是固定原子，然后查看固定的原子的层间距的变化。 我的疑问就是，既然已经固定原子了怎么回有层间距的变化呢？ > 你的疑惑是正確的 照你講的~ 網路上的敘述~若真的是 "固定原子，然后查看固定的原子的层间距的变化" 這中文上本身就有矛盾 某個地方一定弄錯了 也許是他沒有正確表達他意思，也許是你誤會他意思 如果你能貼出你看到的?碓� 也許問題會更清楚 还是说其实看的是胃固定的原子顶层的那些层间在固定不同层数的变化？还是所有优化的那些层在固定不同原子层数后的间距变化？ > 這是比較合理的講法 在建立表面模型時，所有的結構參數 (原子間距離與角度) 都是?� bulk 結構取得 所以在一開始還沒有做 structure optimization 表面模型的表面，一定會有受力 (因為它目前是在 ideal bulk structure) 透過 structure optimization，表面模型的表面原子就會 relax 到表面模型的最佳位置 你要看的當然就是這些表面上 "可以動" 的原子 那些被固定的沒什麼好看的，都被固定了，你算的再久，他也還是跟原本一樣 變化率都是零 |
23楼2017-02-19 18:52:50
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我是覺得這篇原文的作者交代的不是很清楚 我猜你之所以會說 "固定中间几层原子，观察层间距的变化，若固定的层数之间有较大的位移 （原子既然固定了，固定原子层之间还会有有位移嘛？），就增加弛豫原子层数" 是因為你看到這篇原文上提到說 "一般是应该将表面的几层放开，固定中间的几层，可以只是放开表面的两层， 观察层间距变化，如果固定的层之间还有较大的移位，说明弛豫的层数太少，需要增大弛豫的层数。" 合理的解釋是 這篇原文講的 "如果固定的層之間還有較大的位移" 指的是 "如果在 週期性結構的兩個固定層 之間還有較大的位移" DFT 計算大多是在週期性系統內 在做表面計算時 會用真空層去隔開兩個週期表面間的作用力 以達到 "模擬表面" 的結果 所以我猜，上面我貼出?淼哪且欢危e面的 "若固定的层数之间有较大的位移" 這句裡面的 "固定的層數" 指的是週期性的兩個表面 這樣子整段文章才完整 不過整段文章有不少內容，我不太能同意就是了....嗯... 包括向是他在選 F F T or F F F 這個 POSCAR 本身就很 .... "不直覺" 他選用的 lattice vectors 是 0.0000000000 2.0247500000 -2.0247500000 0.0000000000 2.0247500000 2.0247500000 22.1485000000 0.0000000000 0.0000000000 第三個 vector 給定了真空的方向 而他選的的是用 22.1485000000 0.0000000000 0.0000000000 也就是 x 方向 (第一個數字一般的定義都是 x，然後才是 y，接著是 z) 也就是這個表面是 yz 方向的表面，真空是落在 x 可是他用 F F T 根本就是錯誤的做法 若是只想讓原子做層與層間方向的 relaxation 那應該是要給 T F F 我也不知該說什麼了................... |
25楼2017-02-20 00:34:11
26楼2017-02-20 00:35:08
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这个收敛标准又是什么呢？ > 收斂標準沒有 "一定" 的標準 不同系統會有些許變化 比如能量手链是10meV，那么对于这个就是层间距小于多少？有一个这样的参考值吗？ > 什麼是 "能量手链" ? 還是你是想講 "收斂" ? 能量收斂 10 meV，那要看你講的是 total energy 還是 energy per atom 若是講 total energy convergence is 10 meV，那還是要看你系統裡原子總數是多少 其�?也就是說，一般看的會是 energy per atom energy per atom 若是 10 meV 那還是得要考慮你想要做的計算的能量變化允許範圍是到多少 也就是說，在這些條件都不清楚的情況，沒辦法回答任何問題 |
27楼2017-02-20 00:39:03
31楼2018-12-12 14:50:34