一、概述vasp用“slab” 模型来模拟表面体系结构。vasp计算表面的大概步骤是:材料体性质的计算;表面模型的构造;表面结构的优化;表面性质的计算。二、分步介绍1、材料体性质计算:本步是为了确定表面计算时所需的一些重要参数:ENCUT、SIGMA、晶格参数。在计算前,要明确:何种PP;ENCUT;KPOINTS ;SIGMA;PREC;EX-CO,这其实是准备proper input files。a. 何种PP选择的PP能使计算得到的单个原子能量值在1meV~10meV之间, 所求得的单原子能量(对称性破缺时)可用来提高结合能的精度。b.ENCUT 选择的ENCUT应使得总能变化在0.001eV左右为宜。注意:试探值最小为POTCAR中的ENMAX(多个时,取最大的),递增间隔50;另外,在进行变体积的结构优化时,最好保证ENCUT=1.3ENMAX,以得到合理精度。c.PREC控制计算精度的最重要参数,决定了(未指定时)ENCUT、FFT网格、ROPT取值。一般计算取NORMAL;当要提高Stress tensor计算精度时,HIGH 或ACCURATE,并手动设置ENCUT。d.EDIFF&EDIFFGEDIFF 判断电子结构部分自恰迭代时自恰与否,一般取默认值=1E-4;EDIFFG 控制离子部分驰豫e.ISTART&ICHARGE ISTART = 1, ICHARG = 11:能带结构、电子态密度计算时;ISTART =0, ICHARG = 2:其余计算ISTART = 1,ICHARG = 1(其他所有不改变):断点后续算设置f.GGA&VOSKOWNGGA=91: Perdew -Wang 91;GGA=PE:Perdew-Burke-ErnzerhofVOSKOWN=1( GGA=91时);VOSKOWN=默认(其余情况)g.ISIF 控制结构参数之优化。在对原胞进行变形状或者体积的优化时,ENCUT要取大(比如1.3ENMAX或PREC=HIGH),以消除Pulay Stress导致的误差。h.ISMEAR&SIGMA进行任何静态计算时,且K点数目大于4,ISMEAR=-5;当原胞太大,导致K点数目小于4时,ISMEAR = 0,并且要设置一个SIGMA;对绝缘体和半导体,不论是静态计算还是结构优化,ISMEAR = -5;对金属体系,SMEAR=1和 2,并且设置一个SIGMA能带结构计算,用默认值:ISMEAR=1,SIGMA=0.2;一般来说,对于任何体系,任何计算,采用ISMEAR=0,并选择合适的SIGMA都会得到合理结果。选择的SIGMA应使得entropy T*S EENTRO 绝对值最小。K 点数目变化后,SIGMA需再优化。i.RWIGS一般取POTCAR中以A为单问的RWIGS值j.K points选择的K点应使得总能变化在0.001eV左右即可。k. 一些重要的参数在默认下的值NSW =0,IBRION=-1,ISIF=2:静态计算。2:a.体材料结合能修正 在OUTCAR中energy without entropy之后的那个能量值,就是修正值b. 结构参数优化。 简单情况(没有内部自由度如晶胞形状、原子位置):静态计算,得出E~V关系,然后用Birch-Murnaghan状态方程拟合。复杂情况:总思路是先“建立好房子”,再“放好桌子”。先算一步结构优化(取ISIF=5,只改变“房子”形貌,房间大小不变,家具不予考虑),接着算一步静态自恰计算,从而得到某结构参数下的能量,如此循环得到E~V关系。用状态方程拟合得到平衡体积。在该体积下,重复1(取ISIF=2,房子造好后,考虑的是如何放家具。此处一般是使得每个家具受力达到某中小即可认为达到稳定结构)、2两步,便得到了所有的晶格参数值,如离子坐标。c. VASP得到的总能即是结合能,不过还要减去前面得到的修正值。d.自恰的电荷密优化得到晶格参数后,再进行静态的自恰计算,就得到了自恰的电荷密度。此时的POSCAR为从优化晶格参数时可CONTCAR得到。KPOINTS 不变典型的INCAR设置是:ENCUT = 250ISTART = 0; ICHARG = 2ISMEAR = -5PREC = Accurate计算完后,注意保存相关结果。做计算 找华算我们提供专业的第一性原理、分子动力学、生物模拟、量子化学、机器学习、有限元仿真等代算服务。我们的理论计算服务,累计助力5️⃣0️⃣0️⃣0️⃣0️⃣➕篇科研成果,计算数据已发表在Nature & Science正刊及大子刊、JACS、Angew、PNAS、AM系列等国际顶刊。摘要:材料体性质的计算;表面模型的构造;表面结构的优化;表面性质的计算。
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