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VASP經(jīng)典學(xué)習(xí)教程-有用VASP經(jīng)典學(xué)習(xí)教程-有用VASP經(jīng)典學(xué)習(xí)教程-有用VASP經(jīng)典學(xué)習(xí)教程-有用編制僅供參考審核批準生效日期地址:電話:傳真:郵編:VASP學(xué)習(xí)教程太原理工大學(xué)量子化學(xué)課題組2012/5/25太原目錄第一章Linux命令 1常用命令 1瀏覽目錄 1瀏覽文件 1目錄操作 1文件操作 1系統(tǒng)信息 1第二章SSH軟件使用 2軟件界面 2SSHtransfer的應(yīng)用 3文件傳輸 3簡單應(yīng)用 3第三章VASP的四個輸入文件 3INCAR 3KPOINTS 4POSCAR 4POTCAR 5第四章實例 5模型的構(gòu)建 5VASP計算 8參數(shù)測試 8晶胞優(yōu)化(Cu) 13Cu(100)表面的能量 2吸附分子CO、H、CHO的結(jié)構(gòu)優(yōu)化 2CO吸附于Cu100表面H位 4H吸附于Cu100表面H位 5CHO吸附于Cu100表面B位 6CO和H共吸附于Cu100表面 7過渡態(tài)計算 8第一章Linux命令常用命令瀏覽目錄cd:進入某個目錄。如:cd/home/songluzhi/vasp/CH4cd..上一層目錄;cd/根目錄;ls:顯示目錄下的文件。注:輸入目錄名時,可只輸入前3個字母,按Tab鍵補全。瀏覽文件cat:顯示文件內(nèi)容。如:catINCAR如果文件較大,可用:catINCAR|more(可以按上下鍵查看)合并文件:catAB>C(A和B的內(nèi)容合并,A在前,B在后)目錄操作mkdir:建立目錄;rmdir:刪除目錄。如:mkdirT-CH3-Rh111文件操作rm:刪除文件;vi:編輯文件;cp:拷貝文件mv:移動文件;pwd:顯示當(dāng)前路徑。如:rmINCARrma*(刪除以a開頭的所有文件)rm-rfabc(強制刪除文件abc)tar:解壓縮文件。壓縮文件rar系統(tǒng)信息df:分區(qū)占用大小。如:df-hdu:各級目錄的大小。top:運行的任務(wù)。psax:查看詳細任務(wù)。kill:殺死任務(wù)。如:kill12058(殺死PID為12058的任務(wù))注:PID為top命令的第一列數(shù)字。第二章SSH軟件使用軟件界面SSH界面SSHtransferSSHtransfer的應(yīng)用文件傳輸從本地文件中,把所需的計算文件直接拖到服務(wù)器中。一般就是VASP計算的四個文件INCAR,KPOINTS,POSCAR,POTCAR。簡單應(yīng)用在右側(cè)文件夾中可以直接構(gòu)建文件夾,刪除文件,修改文件。從SSH要cd到某個文件夾下時,可先從SSHtransfer進入,直接復(fù)制路徑欄,可快速進入。第三章VASP的四個輸入文件INCARSYSTEM=nameENCUT=400PREC=MediumEDIFF=5E-4EDIFFG=GGA=91VOSKWN=1!磁性計算ISYM=0!對稱0無1有LREAL=.FALSE.!倒空間ISPIN=2!2磁性計算1不進行ISTART=0!0初次計算,1再次計算ICHARG=2!2構(gòu)造原子密度ISMEAR=2!-5半導(dǎo)體;DOS靜態(tài)計算0;原胞較大,k點小于4,單個原子,小分子;12金屬體系。SIGMA=IBRION=2!1DIIS,2CG,5頻率,3過渡態(tài)ISIF=2!2結(jié)構(gòu)優(yōu)化,3晶胞優(yōu)化NSW=200!離子運動步數(shù)POTIM=!步長NELMIN=4!最小迭代次數(shù)NELM=200!最多迭代次數(shù)LWAVE=.FALSE.!不輸出波函數(shù)LCHARG=.FALSE.!不輸出密度函數(shù)KPOINTS對于表面surface0M551000對于分子和原子atomormolcular1Rec0001POSCARCH4在Co100表面Top位的吸附!(名稱)CoHC1641SDirectTTTTTTFFFTTTTTTTTTFFFTTTTTTTTTFFFTTTTTTTTTFFFTTTTTTTTTTTTTTTTTTPOTCAR從贗勢庫中找到所需元素的贗勢文件,命名規(guī)則為:POTCAR-C(元素)。把這幾個文件放到一個文件夾下,按照前面POSCAR中的元素順序合并在一起。命令為:catPOTCAR-CoPOTCAR-HPOTCAR-C>POTCAR第四章實例CO+H-CHOCu(100)模型的構(gòu)建過程:首先通過MS構(gòu)建好所需模型,導(dǎo)出為*.cif格式;導(dǎo)入到Vesta程序中,輸出為*.vasp。根據(jù)前面所講的POSCAR格式修改,得到所需文件。圖解:1.創(chuàng)建MS文件:2.導(dǎo)入Cu晶胞3.導(dǎo)出為Cif格式打開Fileexport,保存類型為*.cif,保存在指定位置。4.通過Vesta導(dǎo)出為*.vasp直接把拖到vesta程序中,打開FileExportData...,保存類型為*.vasp,保存在指定位置。5.用寫字板打開根據(jù)所需要求修改,這里不需要修改。在吸附表面時則需要固定,見。CIFfileCIFfileCu4DirectVASP計算參數(shù)測試(VASP)參數(shù)設(shè)置這里給出了贗勢、ENCUF、K點、SIMGA一共四個參數(shù)。是都要驗證嗎還是只要驗證其中一些一、檢驗贗勢的好壞:贗勢的好壞這里是特意舉例銅原子的吧還是算銅的晶胞時只用算一下一個銅原子的就行(一)方法:對單個原子進行計算;(二)要求:1、對稱性和自旋極化均采用默認值;2、ENCUT要足夠大;3、原胞的大小要足夠大,一般設(shè)置為15足矣,對某些元素還可以取得更小一些。(三)以計算單個Cu原子為例:1、INCAR文件:SYSTEM=CuatomENCUT=eVNELMDL=5ISMEAR=0SIGMA=2、POSCAR文件:atomCu1Direct3、KPOINTS文件:Automatic0Gamma1110004、POTCAR文件:(略)(四)計算任務(wù)執(zhí)行方法:輸入:mpirun-np4vasp>log&(五)贗勢好的判斷標準:計算得到的OUTCAR文件中的“energywithoutentropy”能量值在~eV之間。命令:grep'energywithoutentropy'OUTCAR|tail-1計算結(jié)果為:二、篩選合適的ENCUT大?。海ㄒ唬┹斎胛募?、用腳本程序代替INCAR文件:rmWAVECARforiin300350400450500docat>INCAR<<!SYSTEM=CuENCUT=$iGGA=91ISTART=0;ICHARG=2ISMEAR=-5PREC=Accurate!echo"ENCUT=$ieV";timempirun-np2vasp>log&E=$(grep"TOTEN"OUTCAR|tail-1|awk'{printf"%\n",$5}')echo$i$E>>commentdone注:每個任務(wù)2核,5個截斷能,共要10核。2、POSCAR文件:CucellCu4Direct3、KPOINTS文件:A0M8884、POTCAR文件:(略)(二)計算任務(wù)執(zhí)行方法:輸入:dos2unixbash(三)判別標準:計算完成后得到comment文件,它列出了在每個ENCUT時計算得到的相應(yīng)的總能,只要總能變化在eV左右就足夠了。三、選擇合適的k點數(shù)目:(一)輸入文件:1、INCAR文件:SYSTEM=CuENCUT=eVISTART=0;ICHARG=2ISMEAR=-5PREC=Accurate2、POSCAR文件:CuCu4Direct3、用腳本程序代替KPOINTS文件:rmWAVECARforiin678910docat>KPOINTS<<!Automaticgeneration0Monkhorst-pack$i$i$i!echo"kmesh=$ix$ix$i";timempirun-np8vasp>log&E=$(grep"TOTEN"OUTCAR|tail-1|awk'{printf"%\n",$5}')KP=$(grep"irreducible"OUTCAR|tail-1|awk'{printf"%5i\n",$2}')echo$i$KP$E>>commentdone4、POTCAR文件:(略)(二)計算任務(wù)執(zhí)行方法:輸入:dos2unixbash(三)判別標準:計算完成后得到comment文件,它列出了在k點數(shù)目與總能的對應(yīng)值,只要總能變化在eV左右就非常足夠了。四、優(yōu)化選擇合適的SIGMA值(展寬σ值):(一)為什么要優(yōu)化SIGMA值若展寬σ太小,則計算難以收斂;若展寬σ太大,則會產(chǎn)生多余的熵(entropy),因此必須選擇合適的σ值。(Toolargesmearing-parametersmightresultinawrongtotalenergy,smallsmearingparametersrequirealargek-pointmesh.)(二)ISMEAR和SIGMA:1、ISMEAR和SIGMA這兩個關(guān)鍵詞要聯(lián)合起來使用,前者用來指定smearing的方法,后者用來指定smearing的展寬——σ值。2、ISMEAR和SIGMA的默認值分別為1和。3、ISMEAR可能的取值為-5,-4,-3,-2,-1,0,N(N表示正整數(shù)):ISMEAR=-5,表示采用Blochl修正的四面體方法;ISMEAR=-4,表示采用四面體方法,但是沒有Blochl修正;ISMEAR=-1,表示采用Fermi-Diracsmearing方法;ISMEAR=0,表示采用Gaussiansmearing方法;ISMEAR=N,表示采用Methfessel-Paxtonsmearing方法,其中N是表示此方法中的階數(shù),一般情況下N取1或2,但是Inmostcasesandleadstoverysimilarresults。4、σ值一般在~eV范圍內(nèi)。5、ISMEAR取值的一些經(jīng)驗:(1)一般說來,無論是對何種體系,進行何種性質(zhì)的計算,采用ISMEAR=0并選擇一個合適的SIGMA值,都能得到合理的結(jié)果。(2)在進行靜態(tài)計算(能量單點計算,norelaxationinmetals)或態(tài)密度計算且k點數(shù)目大于4時,取ISMEAR=-5。(3)當(dāng)原胞較大而k點數(shù)目較?。ㄐ∮?個)時,取ISMEAR=0,并選擇一個合適的SIGMA值。(Ifthecellistoolarge(orifyouuseonlyasingleortwok-points)useISMEAR=0incombinationwithasmallSIGMA=(4)對半導(dǎo)體或絕緣體,不論是靜態(tài)還是結(jié)構(gòu)優(yōu)化計算,都取ISMEAR=-5。(Mind:AvoidtouseISMEAR>0forsemiconductorsandinsulators,sinceitmightcauseproblems.ForinsulatorsuseISMEAR=0orISMEAR=-5.)(5)對金屬體系(forrelaxationsinmetals),取ISMEAR=1或2,并選擇一個合適的SIGMA值。(三)當(dāng)采用ISMEAR=0或N時,如何優(yōu)化選擇合適的SIGMA值1、用腳本程序代替INCAR文件:rmWAVECARforiindocat>INCAR<<!SYSTEM=bccFeENCUT=450GGA=91ISTART=0;ICHARG=2ISMEAR=0;SIGMA=$iPREC=Accurate!echo"SIGMA=$ieV";timevaspTS=$(grep"EENTRO"OUTCAR|tail-1|awk'{printf"%\n",$5}')echo$i$TS>>commentdone2、POSCAR文件:CuCu4Direct3、KPOINTS文件:A0M9994、POTCAR文件:(略)(四)計算任務(wù)執(zhí)行方法:輸入:dos2unixbash(五)判斷標準:熵(entropy)越小越好,選擇entropyT*SEENTRO值中最小的那個所對應(yīng)的SIGMA。(SIGMAshouldbeaslargeaspossiblekeepingthedifferencebetweenthefreeenergyandthetotalenergy.theterm'entropyT*S')intheOUTCARfilenegligible(1meV/atom).)(五)注意:1、當(dāng)k點的數(shù)目發(fā)生變化后,要重新優(yōu)化選擇SIGMA值。晶胞優(yōu)化(Cu)INCARSYSTEM=nameENCUT=400PREC=MediumEDIFF=5E-6EDIFFG=GGA=91ISYM=1LREAL=.FALSE.ISTART=0ICHARG=2INIWAV=1ISMEAR=2SIGMA=IBRION=2ISIF=3NSW=200POTIM=NELMIN=4NELM=200NELMDL=-5ALGO=FLWAVE=.FALSE.LCHARG=.FALSE.POSCARCuCu4DirectKPOINTSCucell0M888000POTCAR(略)命令:mpirun–np8vasp>log&計算結(jié)果:查看CONTCAR,獲取晶胞參數(shù)a=b=c=誤差=%注:優(yōu)化后的結(jié)構(gòu)為CONTCAR,導(dǎo)出保存為***.vasp,通過Vesta打開輸出為.cif格式的文件,可用MS打開。Cu(100)表面的能量從MS構(gòu)建模型,直到獲得POSCAR。INCARSYSTEM=Cu100ENCUT=400PREC=MediumEDIFF=5E-6EDIFFG=GGA=91LREAL=.FALSE.ISTART=0ICHARG=2ISMEAR=2SIGMA=IBRION=2ISIF=2NSW=200POTIM=NELMIN=4NELM=200LWAVE=.FALSE.LCHARG=.FALSE.POSCARCIFfileCu16SDirectTTTTTTFFFTTTTTTTTTFFFTTTTTTTTTFFFTTTTTTTTTFFFTTTKPOINTS(略)5x5x2POTCAR(略)命令:mpirun–np8vasp>log&grep'energywithoutentropy'OUTCAR|tail-1計算結(jié)果:ECu100=eV吸附分子CO、H、CHO的結(jié)構(gòu)優(yōu)化CO的結(jié)構(gòu)優(yōu)化:INACARSYSTEM=nameENCUT=400PREC=MediumEDIFF=5E-6EDIFFG=GGA=91ISYM=0LREAL=.FALSE.ISTART=0ICHARG=2ISMEAR=0SIGMA=IBRION=2ISIF=2NSW=200POTIM=NELMIN=4NELM=200LWAVE=.FALSE.LCHARG=.FALSE.KPOINTSCO1R0001POSCARCIFfileCO11DirectPOTCAR(略)命令:mpirun–np8vasp>log&grep'energywithoutentropy'OUTCAR|tail-1計算結(jié)果:C-O鍵長:ECO=eVCHO的優(yōu)化:POSCARCHOCOH111Direct其他同上,POTCAR順序C-O-H。命令:mpirun–np8vasp>log&grep'energywithoutentropy'OUTCAR|tail-1計算結(jié)果:ECHO=H的能量:POSCARCIFfileH1Direct命令:mpirun–np8vasp>log&grepTOTENOUTCAR|tail-1注:單原子能量。計算結(jié)果:EH=eVCO吸附于Cu100表面H位INCARSYSTEM=nameENCUT=400PREC=MediumEDIFF=5E-6EDIFFG=GGA=91ISYM=0LREAL=.FALSE.ISTART=0ICHARG=2ISMEAR=2SIGMA=IBRION=2ISIF=2NSW=200POTIM=NELMIN=4NELM=200LWAVE=.FALSE.LCHARG=.FALSE.KPOINTS552POSCARCO-H-Cu100CuCO1611SDirectTTTTTTFFFTTTTTTTTTFFFTTTTTTTTTFFFTTTTTTTTTFFFTTTTTTTTTPOTCAR按照Cu-C-O的順序合并。命令:mpirun–np8vasp>log&grep'energywithoutentropy'OUTCAR|tail-1計算結(jié)果:E總=eVEads=eVH吸附于Cu100表面H位INCAR(同(552)POSCARH-H-Cu100CuH161SDirectTTTTTTFFFTTTTTTTTTFFFTTTTTTTTTFFFTTTTTTTTTFFFTTTTTTPOTCAR按照Cu-H的順序合并。命令:mpirun–np8vasp>log&grep'energywithoutentropy'OUTCAR|tail-1計算結(jié)果:E總=eVEads=eV=kJ/molCHO吸附于Cu100表面B位INCAR(同(552)POSCARCHO-B-Cu100CuCOH16111SDirectTTTTTTFFFTTTTTTTTTFFFTTTTTTTTTFFFTTTTTTTTTFFFTTTTTTTTTTTTPOTCAR按照Cu-C-H-O的順序合并。命令:mpirun–np8vasp>log&grep'energywithoutentropy'OUTCAR|tail-1計算結(jié)果:E總=eVEads=eVCO和H共吸附于Cu100表面INCAR(同(552)POSCARCO&HH-HCu100CuCOH16111SDirectTTTTTTFFFTTTTTTTTTFFFTTTTTTTTTFFFTTTTTTTTTFFFTTTTTTTTTTTT命令:mpirun–np8va

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