VASP计算实例

VASP计算实例 目录 一、    氢气分子H2键长的计算    3 1.    基本文件    3 2.    赝势类型的选择    3 3.    截断能ENCUT参数的选择    4 4.    KPOINTS参数选择    5 5.    对晶格常数进行优化    6 二、    Si晶体晶格常数计算    8 1.    赝势类型选择    8 2.    截断能（ENCUT）参数的选定    9 3.    KPOINTS参数的选定    11 4.    SIGMA参数的选定    12 5.    晶格常数计算结果    13 三、    Si元素单原子能量计算    14 1.    由内聚能倒推单原子能量    14 2.    基本文件    15 3.    单原子能量计算    15 四、    Si的VASP力学常数计算    16 1.    计算所需文件    16 2.    计算与数据处理    17 3.    计算所用到的公式：    18 五、    SI晶体的电子结构    19 1.    采用VASP计算能带的步骤    19 2.    电荷分布计算结果    20 能带计算和结果    21 3.    态密度计算和结果    21 六、    Si晶体介电函数和光学性质的计算    22 1.    计算步骤    22 2.    用到的文件    23 3.    计算结果    26 七、    VASP的声子谱计算    29 1.    计算步骤    29 2.    基本文件    30 3.    声子谱、声子态密度计算和结果    33 4.    热学性质计算和结果    34 八、    化合物 键长计算    35 1.    计算步骤    35 2.    基本文件    35 一、 氢气分子H2键长的计算 1. 基本文件    准备基本文件INCAR、POTCAR、POSCAR、KPOINT以及脚本文件encut、k、optimize 2. 赝势类型的选择    输入文件如下其中参数要靠经验初选 INCAR: System = F2  ISTART = 0 ICHARG = 2 NELMDL = 5 ISMEAR = 0 SIGMA = 0.1 PREC = Accurate KPOINTS： Automatic mesh 0 M 1  1  1 0  0  0 POSCAR： O 1 15.0  0.00  0.00 0.00  14.0  0.00 0.00  0.00  13.0  1 D 0.00  0.00  0.00 分别选用五个贋势文件进行计算。计算方法： 把INCAR、POSCAR、POTCAR、KPOINTS四个文件分别放入同一个文件夹中，在终端中输入“VASP”得到五个能量。 GGA-91                E0= -.36620018E+01 GGA-CA                  E0= -.35466314E+01 PAW                    E0= -.34415634E+01 PAW-GGA                E0= -.34948621E+01 PBE                    E0= -.35753416E+01 选择单原子能量最低的，晶体最稳定，故选择GGA-91赝势文件POTCAR。 3. 截断能ENCUT参数的选择    准备文件KPOINTS、POSCAR、POTCAR以及脚本文件encut并放入同一个文件夹中 encut： #!/bin/sh rm WAVECAR for i in 550 600 650 700 750 800 850 900 do cat > INCAR <> comment done KPOINTS： Automatic mesh 0 M 1    1    1 0    0    0 POSCAR： F2 1.209 4.000.00    0.00 0.004.00    0.00 0.000.00    4.00 2 Direct 0.000.00    0.00 0.000.00    0.25 选用上次计算是最低能量的POTCAR 运行脚本文件encut，得到comment文件内容如下： 550 1 -3.654087 600 1 -3.654701 650 1 -3.651275 700 1 -3.652794 750 1 -3.652555 800 1 -3.652600 850 1 -3.653120 900 1 -3.652554 950 1 -3.652669 总能变化在0.001eV左右就足够了，因此我们选择encut=700eV 4. KPOINTS参数选择 准备文件POSCA、INCAR、POTCAR以及脚本文件k，POSCAR、POTCAR与上面相同 脚本文件 k： #!/bin/sh rm WAVECAR for i in 3 5 7 9 11 13 15 do cat > KPOINTS <>comment done INCAR： System = O2 ENCUT = 700 ISTART = 0 ICHARG = 2 ISMEAR = 0 SIGMA = 0.1 PREC = Accurate 运行脚本文件k，得到comment文件： 3 6 -3.652382 5 18 -3.652411 7 40 -3.652388 9 75 -3.652386 总能变化在 0.001eV 左右就足够了，因此我们选择 5 作为 k 点值。 5. 对晶格常数进行优化 准备文件INCAR、KPOINTS、POTCAR以及脚本文件optimize，其余文件与上一样 Optimize： #! /bin/sh BIN=/usr/bin/vasp rm -rf WAVECAR for i in 1.16 1.21 1.26 1.31 1.36 1.41 1.46 1.51 1.56 1.61 1.66;do cat >POSCAR <>RESULT.fcc done cat RESULT.fcccat RESULT.fcc 运行脚本文件optimize，得到RESULT文件如下： 1.16 1 F= -.15006150E+01 E0= -.15006150E+01 d E =-.179658E-31 1.21 1 F= -.24084278E+01 E0= -.24084278E+01 d E =-.145599E-16 1.26 1 F= -.30094870E+01 E0= -.30094870E+01 d E =-.247133E-21 1.31 1 F= -.33821346E+01 E0= -.33821346E+01 d E =-.403048E-16 1.36 1 F= -.35847564E+01 E0= -.35847564E+01 d E =-.800387E-69 1.41 1 F= -.36607958E+01 E0= -.36607958E+01 d E =-.270236E-21 1.46 1 F= -.36424044E+01 E0= -.36424044E+01 d E =-.866906E-24 1.51 1 F= -.35553122E+01 E0= -.35553122E+01 d E =-.289397E-27 1.56 1 F= -.34180694E+01 E0= -.34180694E+01 d E =-.998984E-16 1.61 1 F= -.32473112E+01 E0= -.32473112E+01 d E =-.696853E-23 1.66 1 F= -.30547759E+01 E0= -.30547759E+01 d E =-.540502E-15 利用计算数据拟合二次曲线最低点就是计算出的晶格常数。 拟合后的曲线如下图： 计算出晶格常数是1.41实验室是同样是1.41故参数选择合适计算准确。 二、 Si晶体晶格常数计算 1. 赝势类型选择 分别带入五个赝势库文件带入计算去能量最小值的POTCAR。输入文件： INCAR: System = Si              ISTART = 0                  ENCUT  =  240        NELM = 100                EDIFF = 1E-04            EDIFFG = 1E-03          NSW = 5                        IBRION = 2