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菲顶顶

铜虫 (正式写手)

[求助] vasp表面计算详细解说 已有1人参与

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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铜虫 (正式写手)

引用回帖:
23楼: Originally posted by jpchou at 2017-02-19 18:52:50
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, ...

原文是这样的:
3、表面体系的结构优化  [参见P32]
在这个优化之前,还要对K-mesh进行优化。
表面体系的优化,主要是对原子位置进行优化,而对超原胞不再优化。一般采用的是Selective Dynamic。
这是在POSCAR中设置的。
怎样确定该驰豫哪些原子?  !!!!!!!!!!!!!!!!!
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。
这样继续作下去。直到 层间距变化不大 。
再层间距变化不大的前提下,尽量减少层数,以节约时间。
即便是再固定的层内的原子在固定方向上的受很大的力,但是受限于 F 的限制,被强制的规定在某一层上。
下面以Al(100)-p(1*1)为例,给出相应的输入文件:
####INCAR:  !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!  没有ISIF  !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
SYSTEM = Al(100)-p(1x1)
ENCUT = 200
ISMEAR = 1; SIGMA = 0.20
ISTART = 0; ICHARG = 2
EDIFF = 1E-5; EDIFFG = -1.0E-3
NSW = 60; IBRION = 2
POTIM = 0.1
PREC= Accurate
####KPOINTS:  !!!!!!!!!!!!!!!  注意1  !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
auto
0
Monkhorst-Pack
1 11 11
0.0 0.0 0.0
#####POSCAR:  !!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 比Bulk的多了个Selective dynamics
Al(100)-p(1x1)
1.00000
0.0000000000  2.0247500000  -2.0247500000
0.0000000000  2.0247500000  2.0247500000
22.1485000000  0.0000000000  0.0000000000
7
Selective dynamics
Direct
0.0000000000  0.0000000000  0.0000000000  F  F  T
0.0000000000  0.0000000000  0.1828340520  F  F  F
0.0000000000  0.0000000000  0.3656681039  F  F  F
0.0000000000  0.0000000000  0.5485021559  F  F  T
0.5000000000  0.5000000000  0.0914170260  F  F  T
0.5000000000  0.5000000000  0.2742510780  F  F  F
0.5000000000  0.5000000000  0.4570851299  F  F  T
优化后的结构在CONTCAR中。

网上很多都菏泽个说法一样。而且他这个里面之固定了xy,只优化z,不太明白什么意思。

另外就是,看上层弛豫的原子的变化,是看他们的层间距是否收敛?这个收敛标准又是什么呢?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?
24楼2017-02-19 19:03:33
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铜虫 (正式写手)

我先来自己回答一部分解决了的问题吧

                           
                             c。这里是弛豫,所以就是优化结构的计算了,固定原子层数,看固定的原子层数的间距,如果变化较大的话,说明固定的原子层数太少,需要增加固定的原子层数,再弛豫,看层间距变化,知道层间距变化很小为止。
                            d。这里是需要固定不同层数,看表面能的变化,这个是在和弛豫表面的时候一起做的,所以超晶胞的大小是不变的。

a,b和k点的问题还没有解决,希望有人来解答。
2楼2014-08-26 09:57:52
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jpchou

专家顾问 (著名写手)

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
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
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
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铜虫 (正式写手)

送红花一朵
引用回帖:
3楼: Originally posted by jpchou at 2014-08-26 15:49:21
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 ...

非常感谢你的回答
b,我写错了是10mev
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?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?
关于表面能的测试我说的是对的吗?这几天查看了一些资料,感觉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?
可能是我才疏学浅,有时候看完了以后理解不到位,仍然希望大家能够帮我解答,我们一起讨论。
4楼2014-08-26 16:09:52
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