摘要：原子振动频率的计算通常基于对系统能量对原子坐标的二阶导数（Hessian 矩阵）的计算。Hessian 矩阵描述了系统在原子位置变化时的能量变化，其特征值对应于振动频率的平方。通过计算 Hessian 矩阵，可以得到系统的振动模式和对应的振动频率。
VASP原子振动频率计算原理
原子振动频率的计算通常基于对系统能量对原子坐标的二阶导数（Hessian 矩阵）的计算。Hessian 矩阵描述了系统在原子位置变化时的能量变化，其特征值对应于振动频率的平方。通过计算 Hessian 矩阵，可以得到系统的振动模式和对应的振动频率。
首先，通过几何优化（如共轭梯度算法）找到系统的最低能量结构，以确保计算的稳定性。在优化后的结构基础上，通过计算 Hessian 矩阵或使用有限位移法（finite difference method）或密度泛函微扰理论（DFPT）来计算振动频率。最后通过分析输出文件（如 OUTCAR）中的振动频率数据，可以得到系统的振动模式和对应的频率值。
准备工作
VASP计算需要准备超算连接软件EASYCONNECT与SSH，建模软件VESTA，超算连接软件Winscp
VESTA软件下载链接
EASYCONNCT软件下载链接
EasyConnect下载-EasyConnect最新版下载V7.6.7.0
Winscp软件下载链接
Downloading WinSCP-6.5.3-Setup.exe :: WinSCP
VASP输入参数说明
INCAR文件：
ISTART=0 #开始新的任务,随机产生初始波函数
ICHARG=2 #开始新的任务,从原子电荷密度产生体系初始电荷密度
PREC=M #计算精度，决定ENCUT
ISPIN=2 #打开自旋极化
ALGO=N #确定电子优化的算法
NELM=60 #电子波函数最多计算60步
EDIFF=1E-5 #相邻两步电子迭代的能量差收敛标准
ENCUT=400 #平面波截断能400 eV
IVDW=11 #考虑范德华力修正
IBRION=5 #原子振动频率计算
NSW=1 #离子弛豫的步数
ISIF=2 #固定晶格优化原子坐标
EDIFFG=-0.1 #离子弛豫的force的收敛标准
ISMEAR=0 #费米能级附近电子占据数为高斯分布，适合金属、半导体、绝缘体
SIGMA=0.1 #高斯分布展宽0.1 eV
NFREE = 2 #中心差分法计算能量对位移的微分
POTIM=0.015 #差分法步长
KPOINTS文件：
Automatic generation #注释行
0 #自动产生K点网格
G #布里渊区K点网格以Gamma点为中心
6 6 1 #K点网格密度
0 0 0 #K点网格中心平移矢量
pt001吸附原子振动频率计算
第一步，进入pt计算文件夹
cd crystal/pt
将结构优化h文件夹复制成自洽计算hfreq文件夹
cp -r h hfreq
进入hfreq文件夹
cd hfreq
cp CONTCAR POSCAR
第二步，修改结构优化的 INCAR 文件
修改 INCAR 文件，修改IBRION=5、NSW=1、NFREE=2、POTIM=0.015。
vi INCAR
第三步，提交振动计算
sbatch JOB
计算完成后查看输出文件output
cat output
第四步，用zpe和ts脚本提取零点振动能和熵
今天华算科技朱老师给大家介绍Pt001面吸附H零点振动能与熵的计算。在之前的视频中，我们已经完成了吸附H的结构优化计算，也就是 h 文件夹。接下来 把 h 文件夹复制成 hfreq 振动计算，进入hfreq，首先把 CONTCAR 变成POSCAR，结构保留，然后修改 INCAR。振动计算的话，这里 IBRION改成5， NSW 改成1，增加 NFREE 等于2， POTIM 等于0.015，这样就把 INCAR 修改好了。然后修改 POSCAR，催化剂原子全部要固定，就是把这里的 T和F 全都改成F，而吸附的H原子还是保留T，也就是催化剂原子不参与振动计算。改完之后提交计算任务，等这个计算完成之后，我们需要用一个脚本去提取它的振动和熵的数值。
这边一共只有一个H原子参与振动计算，所以自由度是 3， X、 Y、 Z 方向各一个自由度，那么它是用有限差分法来算这个能量的，因此有三个自由度。有限差分法会有前向、后向各一个点，就是每个方向有两个计算，总共有 6 个计算。六个方向的能量都已经算好了，算完之后，用到一个脚本叫 zpe来提取它的振动能量 0.14 eV，再用一个脚本叫ts，那么这里要输入温度298.15K，得到它的振动的熵，这个熵是包含温度的这个结果的，这样我们就把零点振动能和熵给大家算完了，这个在催化中是非常常见的。
来源：朱老师讲VASP
