VASP经典学习教程有用.docx
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VASP经典学习教程有用
VASP 学习教程
太原理工大学量子化学课题组
2012/5/25太原
目 录
第一章Liｎｕｘ命令１
１。
1常用命令1
１。
１.2浏览文件ﻩ1
1。
1.３ 目录操作ﻩ1
1.1．５系统信息ﻩ1
第二章 ＳSH软件使用ﻩ2
2。
１软件界面ﻩ2
2。
2SSHtranｓｆer的应用3
2．2。
１文件传输ﻩ3
2。
2.2简单应用３
3.1 IＮCARﻩ3
３。
2KPＯINTSﻩ4
3．3ＰＯSCＡR4
3.４ＰOTＣＡＲﻩ5
第四章实例5
４。
1模型的构建5
４.2ＶASＰ计算８
4．2。
1参数测试ﻩ８
４．2。
2晶胞优化（Cu）13
4。
2。
3Cu（１0０）表面的能量ﻩ2
4.2。
4吸附分子CO、H、CHＯ的结构优化ﻩ2
4。
2.5ＣO吸附于Cu100表面H位ﻩ4
4。
2.６H吸附于Ｃu100表面H位ﻩ5
4。
2.７CHO吸附于Cu100表面Ｂ位6
4。
２。
8CO和H共吸附于Cu10０表面７
第一章Lｉnｕx命令
1.1 常用命令
1.1.1浏览目录
cｄ:
进入某个目录。
如：
cｄ/home/songluzhｉ/vａsｐ／CＨ4
ｃd。
.上一层目录；cd/根目录；
lｓ：
显示目录下的文件。
注：
输入目录名时,可只输入前3个字母,按Ｔaｂ键补全。
1。
１.２浏览文件
cａt:
显示文件内容。
如：
cat ＩＮCＡR
如果文件较大，可用:
cat IＮCAR｜ more（可以按上下键查看）
合并文件：
ｃatＡ B〉Ｃ （A和B的内容合并，A在前，B在后）
1.1.3目录操作
ｍkｄiｒ:
建立目录；rｍｄir:
删除目录。
如:
mkdｉr T—CH3－Rｈ１1１
1.1.4文件操作
ｒm:
删除文件;vi：
编辑文件；cp：
拷贝文件
mｖ：
移动文件;pwd：
显示当前路径。
如：
rmＩNＣAR rma＊（删除以a开头的所有文件）
rm-ｒfabc（强制删除文件abｃ）
ｔａｒ:
解压缩文件。
压缩文件？
？
rａｒ
１。
1.5系统信息
df:
分区占用大小.如:
df-h
ｄu：
各级目录的大小。
top:
运行的任务。
psax：
查看详细任务。
kilｌ:
杀死任务。
如：
ｋiｌl１20５8 （杀死ＰID为1２058的任务）
注：
PID为top命令的第一列数字。
第二章ＳＳH软件使用
2．１软件界面
SSＨ界面
SSHtraｎｓfer
2．２SSH tｒanｓfｅｒ的应用
2.2．1文件传输
从本地文件中，把所需的计算文件直接拖到服务器中。
一般就是VASP计算的四个文件IＮCAR，ＫPOINＴS,POＳＣAR,ＰOTCAR。
2.2．2简单应用
在右侧文件夹中可以直接构建文件夹，删除文件,修改文件。
从SＳＨ要cｄ到某个文件夹下时，可先从SＳH transfｅr进入，直接复制路径栏，可快速进入.
第三章VASP的四个输入文件
3．1INCAＲ
ＳＹSTEM= nａme
ENＣUT =400
ＰREＣ =Mｅdium
ＥDIFF=５E—4
EDＩFFG =-0．１
GＧA=91
VOSＫWN＝ 1 ！
磁性计算
ISYＭ ＝ ０ !
对称０无 1有
LREAL =。
ＦALSE. ！
倒空间
ＩSPＩN=2 ！
2磁性计算1 不进行
ISTARＴ＝0 ！
0初次计算， 1再次计算
ICＨARG＝2 !
2构造原子密度
ISMEAR= 2 !
—5半导体;DOS静态计算0;原胞较大，k点小于4，单个原子,小分子；12金属体系。
SＩGMＡ =0.１
ＩBRIＯN=2 !
１DIＩS,2CＧ， ５频率,３过渡态
ISIF =2 !
2结构优化，3晶胞优化
NSW ＝２０0 ！
离子运动步数
PＯTIＭ＝0。
05 ！
步长
NELＭIN＝ 4 ！
最小迭代次数
ＮＥLＭ= 2０0 ！
最多迭代次数
ＬWAVＥ ＝．FALSE. !
不输出波函数
LCＨARＧ=.FAＬSＥ。
！
不输出密度函数
3．2ＫPＯINTＳ
对于表面
surface
０
Ｍ
55 1
000
对于分子和原子
ａtoｍormoｌｃulａr
1
Rec
00０1
3.3POＳCAＲ
CＨ4在Co100表面Tｏp位的吸附 !
（名称）
１．0
５.０12００00839 0。
0０000０00００ 0。
000００00００0
0。
00０0０00000 ５．０12０0０0８3９ 0。
0000000０00
0．0０0０0000０0 0。
0000000００0 15。
315９999８47
Co HC
1６4 1
Ｓ
Diｒｅｃt
０。
00００0０00０0。
00000000０0。
１０807０００1TＴ Ｔ
０.000000000 0。
000000000 0.3331４9９９9T TＴ
0．２5000００00 ０.25０00000０ 0.00０000000FFF
0.25０010014 0．25０0００0０0 ０。
２25１1９９9３T TT
0．５0０0０0000 0.0０0０000０0 0。
108０６0002ＴＴ T
0。
500０0００00 0。
00000０000 0。
333149999T TＴ
0．75000０00０ 0．2５０000０00 ０。
00００0００00FFF
0。
749９８9986 ０.２5000000０ 0。
225119９93TＴT
０.００0000000 0.50000０000 0．1080７0０0１TＴ T
0．０00０00０00 0.50000０00０ 0。
333139986TT T
0．２5００00０00 0.750０000０0 0.00000000０ ＦFF
０。
250010０14 0。
７50０00000 ０。
2２51300０７ TTT
0．５000０0000 0。
50000000０0．10８07０00１TTT
0。
500０00０0０ 0.500000０00 0。
3３314999９T TＴ
0。
７50000000 0．7５0000000 0。
00０0０0000Ｆ FF
０．７４９98９9８６ ０．75０00０0０0 ０。
2２5119９93T TT
０．5０00７99890．５0142997５ 0.４5１５1０01２TTT
０.２9282０００7 ０.5022199７50.5466３0025T T Ｔ
０。
６01８9０0２8 0。
68０9２0００５ 0.5468５０026Ｔ TT
0．60209０0０1 0.323870003 0.547209９７8TTT
0．499240011 0．5０21２9972 0。
５23０6００24ＴT T
3．4ＰＯTＣAＲ
从赝势库中找到所需元素的赝势文件,命名规则为：
PＯTCAR－Ｃ（元素）。
把这几个文件放到一个文件夹下，按照前面ＰＯＳCAＲ中的元素顺序合并在一起。
命令为:
caｔPOＴCAR—CoＰＯＴCＡR-HPOTＣAR—C＞ＰOTCAR
第四章 实例
ＣＯ+H—CHＯＣu（100）
４。
1模型的构建
过程:
首先通过MS构建好所需模型,导出为＊．ｃif格式;导入到Ｖesｔa程序中,输出为*。
vaｓp。
根据前面所讲的POＳCＡR格式修改，得到所需文件。
图解：
1。
创建MＳ文件:
2. 导入Ｃu晶胞
3。
导出为Ｃif格式
打开,保存类型为*.cif，保存在指定位置。
４。
通过Vｅsｔa导出为*。
vasp
直接把Ｃｕ.cif拖到vｅsta程序中,打开Dａta．.。
，保存类型为*．vasp，保存在指定位置.
５。
用写字板打开Cu。
vasp
根据所需要求修改Cu.vasp，这里不需要修改。
在吸附表面时则需要固定,见3.３。
CIF
3.61470007900.00000000000.0000000000
0.00000000003.61470007900.0000000000
0.00000000000.00000000003.6147000790
Cu
4
Direct
0.0000000000.0000000000.000000000
0.0000000000.5000000000.500000000
0.5000000000.0000000000.500000000
0.5000000000.5000000000.000000000
4。
２VASP计算
４．2。
1参数测试（VAＳP）参数设置这里给出了赝势、EＮCUF、K点、SIMGA一共四个参数。
是都要验证吗？
还是只要验证其中一些?
一、检验赝势的好坏：
赝势的好坏这里是特意举例铜原子的吧？
还是算铜的晶胞时只用算一下一个铜原子的就行？
（一）方法:
对单个原子进行计算；
（二）要求:
１、对称性和自旋极化均采用默认值;
2、ENCUＴ要足够大;
3、原胞的大小要足够大,一般设置为1５ Å足矣，对某些元素还可以取得更小一些。
（三）以计算单个Cu原子为例:
1、ＩNCＡR文件:
SＹSTＥM=Cｕaｔom
ENCＵT=450.00eV
ＮELMDL＝ 5
IＳMEAR =0
ＳIGＭA ＝0.1
２、POSCＡR文件:
aｔom
1０.00
1．00 0。
00 ０.００
０。
00 1．００0。
00
0．00 0。
001．0０
Ｃu
1
Dｉrｅｃt
０。
50.５0．５
3、KPＯＩNTS文件：
Autｏmatic
0
Ｇammａ
11１
00 0
4、ＰＯTＣAR文件：
（略）
（四）计算任务执行方法：
输入：
mpｉｒun—nｐ4vａsｐ> lｏｇ＆
（五）赝势好的判断标准：
计算得到的OUTCＡR文件中的“enerｇywithoutｅntropy"能量值在－0．０01～—0.01eＶ之间。
命令：
gｒep＇energy withoutｅｎtrｏpy’ ＯUTCAR| taｉl-1
计算结果为：
二、筛选合适的ＥＮCＵＴ大小：
（一）输入文件：
1、用脚本程序optｅｎcut.ｓh代替INCＡＲ文件:
rｍ ＷＡVＥＣＡR
foriin30０ 350４０04５0500
do
cat＞INCＡR<〈！
SＹＳTＥM＝ Cu
EＮＣUT =＄i
ＧGA＝9１
ISＴARＴ =0;ICＨARＧ=2
ISＭEAR=—5
PREＣ =Ａcｃuratｅ
!
ecｈo ”ENCＵT=$ieV";tiｍempiruｎ－nｐ２vasp > log＆
E=$（gｒep ＂ＴOTEN"ＯUTCＡＲ｜ｔail-1｜awｋ＇{ｐｒintf”%12.6ｆ \n”，$5}’）
eｃho＄i＄E〉〉 commeｎｔ
done
注：
每个任务2核，５个截断能，共要10核。
2、PＯＳCＡR文件：
Cucｅll
1。
0
３。
6１4700０790 0.0０00000０00 ０.0０００00００0０
0.０00000０00０ ３.6147０0０79０ 0.00０0０00000
0．000000０000 0.0０00０0000０３．61４７0007９0
Ｃｕ
4
Dｉrect
0。
0０００000０0 0。
００0０00００00．000000０00
0.000000000 0．5０0０00000 0.500０00000
0．5000000０0 0．0000００0000。
50００００000
０．500０00000 0。
5０0０00０00 ０。
０0００00000
3、ＫPOINTS文件:
Ａ
0
Ｍ
８ 8８
0．0 0．０0．0
4、ＰＯTCＡR文件：
（略）
（二）计算任务执行方法:
输入：
dos2unｉxoptenｃut.sh
ｂaｓhｏptencｕt.sh
（三）判别标准：
计算完成后得到coｍmｅnｔ文件，它列出了在每个EＮCUT时计算得到的相应的总能,只要总能变化在0。
０01eV左右就足够了。
三、选择合适的k点数目：
（一）输入文件：
1、ＩNCＡR文件：
SYSＴEM= Ｃu
ENCUT= 450.00eV
IＳＴART=０；ICHARＧ=2
ISMEAＲ= －5
PREC=Ａccurａte
2、PＯSCAR文件:
Ｃu
1。
０
３．61４7000790 0.000０000００0 0。
000０00000０
0。
0００００000003．61470０07９０ ０.000０0００000
0.00０00０0００0 0。
00０0000０00 ３．61470０0790
Ｃu
4
Diｒｅct
０．0000０0０00 0。
0０00０000０ 0。
０00000000
0．0000000００ 0。
5０00０0000 0.500０００0００
0。
50００００000 0．0０0０00000 0。
５０000000０
0.500000０00 0。
5０0０00０00 0.000０00000
3、用脚本程序optkpoinｔs．sh代替KPOINTＳ文件:
rmWAVECAR
ｆｏｒｉ ｉn6 7８910
do
caｔ〉ＫPOＩNTＳ ＜〈!
Ａｕtomatｉｃｇeneｒation
0
Mｏｎkhｏｒｓt—pａck
＄i $ｉ ＄i
０。
00。
00。
0
！
ｅchｏ"k mesh = $ｉ ｘ$i x＄i＂;timeｍpiruｎ－np８vａsp＞lｏg＆
E＝＄（ｇrep"TOTEN”OUＴCAＲ|ｔail -１｜awk ＇｛ｐrintf"％12．６f\n"，$5}'）
KP=＄（grｅｐ ”irreduciｂlｅ”OＵTＣＡR｜taiｌ -1｜ awk'{prｉntｆ"%５ｉ\n"，＄2｝＇）
ecｈo＄i＄KP＄E >>commeｎt
done
4、POTＣAＲ文件：
（略）
（二）计算任务执行方法：
输入:
dos２uｎiｘ ｏｐｔｋｐoiｎts.sｈ
bashoptkpoints.sh
（三）判别标准：
计算完成后得到coｍmｅｎt文件，它列出了在k点数目与总能的对应值，只要总能变化在0．０01eV左右就非常足够了。
四、优化选择合适的ＳIGMＡ值（展宽σ值）：
（一）为什么要优化SIＧMA值?
若展宽σ太小,则计算难以收敛;若展宽σ太大,则会产生多余的熵（enｔｒopy）,因此必须选择合适的σ值.（Ｔoo ｌaｒｇesmearing－ｐarametｅrｓmｉｇhｔresult inａ wrｏngtotalenｅrgy,smallsmｅaring ｐarａｍeterｓreqｕiｒｅ alargeｋ－pｏintmesｈ.）
（二）ＩSＭEAR和SIGMＡ:
1、ISＭEAR和SIGMＡ这两个关键词要联合起来使用,前者用来指定smeaｒｉng的方法，后者用来指定smeａｒing的展宽——σ值。
2、IＳMEAＲ和SＩGMA的默认值分别为1和０。
2。
3、ＩＳMEAＲ可能的取值为－5，—4，－3，—2,－1，0,Ｎ （N表示正整数）:
ISMEAR＝-5，表示采用Blｏchl修正的四面体方法；
ISMEAR＝-4,表示采用四面体方法，但是没有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—Paxton ｓmearing方法，其中Ｎ是表示此方法中的阶数,一般情况下N取1或2，但是Ｉn mｏstcases
ａnｄ
leadsｔｏverｙｓimｉlarresｕlts.
４、σ值一般在0.1~0.3eV范围内。
5、ＩＳＭEAR取值的一些经验：
（1）一般说来，无论是对何种体系,进行何种性质的计算，采用ISMEＡR=０并选择一个合适的SIGMA值,都能得到合理的结果。
（２）在进行静态计算（能量单点计算，noｒｅlａxatｉoniｎ metaｌs）或态密度计算且k点数目大于4时，取ＩSMEAR＝-5.
（３）当原胞较大而k点数目较小（小于4个）时,取IＳMEＡR＝０，并选择一个合适的SIGMＡ值。
（Iｆthecellistooｌarge（ｏr if you uｓe onlｙa ｓingleortｗo k-poｉnｔs）useＩSMEAR=0incombｉnａtiｏnwｉｔh ａ smalｌ SＩGＭA=０。
05）
（4）对半导体或绝缘体,不论是静态还是结构优化计算，都取IＳMEAR＝－5.（Mｉnd：
AvｏidｔouseISＭEAR＞０ ｆｏr sｅmicoｎduｃtｏrsaｎｄinsulatoｒｓ,sｉｎcｅｉtmigｈtcause ｐroblems。
Foriｎsulaｔorｓ use ISＭEAR=０ｏrＩSＭEＡR=-５.）
（5）对金属体系（forreｌaxaｔions inmetals）,取ISMEAR=1或2，并选择一个合适的SＩＧMＡ值.
（三）当采用IＳＭEAR＝0或N时，如何优化选择合适的ＳIＧＭA值?
1、用脚本程序opｔｓｉｇｍa．sh代替ＩＮCＡR文件:
rｍ ＷAVECAR
fｏriin0。
100.1２０。
14 0．1６0。
180。
20０.220．24 0.26０．280。
30
do
cat > ＩNCAR〈<！
SYSTEＭ=ｂｃcＦｅ
EＮCUT= 450
GGA= ９１
ISTART=0；ICHARG=2
ISMEAR= 0 ;ＳIGMA =＄ｉ
PREＣ= Ａｃcurate
!
ｅchｏ”SIGMA = $ｉeV”；timｅvaｓp
ＴS=$（greｐ "EEＮTＲO"OUTCＡR|ｔaｉl-１ ｜awk'{pｒinｔf "％12.6f\n＂， $5｝’）
echo$i$TＳ 〉〉comment
ｄone
2、ＰOSCＡR文件:
Cu
1.0
3．6147０0０790 0．0０0000０0００ 0.000000０000
0.00000０００0０ 3.６147０0０7９０ ０.０000００000０
0.0００00０0０00 0．00000000003。
６1４700０7９0
Ｃｕ
4
Dirｅｃｔ
0。
０000００0０0 0。
0０00０0000 0.000０000０0
0．０00０00000 ０.500０0000０ 0.500000００0
0.500０0０000 0.0000００000 0.50０000000
0.500０00000 0．500000０００ 0。
０00000000
3、KＰOＩNＴS文件:
A
0
M
９9 9
0.0 ０．00.０
4、POTCＡR文件：
（略）
（四）计算任务执行方法：
输入:
dos２uniｘoptsigma。
sh
baｓhoptsiｇｍa．sh
（五）判断标准:
熵（eｎtｒopy）越小越好，选择eｎtrｏpyＴ＊SEENTRＯ值中最小的那个所对应的SIGＭA。
（SIGMＡｓhoulｄ beaslaｒge ａｓ possiｂlekｅｅping tｈedifferenｃebetween thefree enｅrgy andｔhetｏtaｌ ｅｎeｒgy（i。
e。
ｔheterm ＇ｅntropｙT＊S＇）in theOＵＴCAＲ （1meV/ａtom）．）
（五）注意：
１、当k点的数目发生变化后，要重新优化选择SＩGMA值.
4.2。
2晶胞优化（Ｃu）
INCAR
SYSTＥM=ｎaｍe
EＮＣUＴ＝4０0
ＰREC＝Mediｕm
ＥDIＦF=5E—6
EDIFFＧ = —０．01
ＧGA=９1
ISＹM=１
LREAL＝.FALSＥ.
ISTAＲT=0
ICＨＡRG=2
ＩNIWAV=1
ISMEAR ＝2
SIＧMA＝0。
1
IBRＩON ＝ 2
IＳIＦ=３
NSW=2００
POTIM＝ 0。
5
NEＬMＩN=４
NELM =200
NＥLＭDL=-5
ALGＯ=F
LＷAＶE =．FAＬSE.
LCＨARG=。
FALSE.
ＰOSCＡR
Cｕ
1.0
3.614７０007９0 ０。
00０00000０00．00０0０000０0
0。
0000000000 3.614７０0079０ 0．000００0００00
0.0000000000 ０。
0000０00000 3.6１4700０790
Cu
4
Ｄirect
０。
000０00000 0。
0００00０000 0.０0０００0０00
0。
０0000000０ 0.5００00００00 ０。
500000０00
0.5000000０0 ０.０0000０00０ 0。
5０0000000
0。
5000００000 ０．５0000００00 0．０0０0000０0
ＫPOINTＳ
Cuceｌｌ
０
M
８8 ８
00０
PＯTＣＡR （略）
命令：
mpiｒuｎ–nｐ８ vasp > log&
计算结果：
查看CＯNＴＣAR，获取晶胞参数
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