用VASP46计算晶体硅能带实例Word文档下载推荐.docx

用VASP46计算晶体硅能带实例Word文档下载推荐.docx

《用VASP46计算晶体硅能带实例Word文档下载推荐.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《用VASP46计算晶体硅能带实例Word文档下载推荐.docx（11页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

charge:

1-file2-atom10-const

ISPIN= 

1 

spinpolarizedcalculation?

ElectronicRelaxation1

NELM 

= 

90;

NELMIN=8;

NELMDL=10 

#ofELMsteps

EDIFF=0.1E-03 

stopping-criterionforELM

LREAL=.FALSE. 

real-spaceprojection

Ionicrelaxation

EDIFFG=0.1E-02 

stopping-criterionforIOM

NSW 

numberofstepsforIOM

IBRION= 

ionicrelax:

0-MD1-quasi-New2-CG

ISIF 

stressandrelaxation

POTIM= 

0.10 

time-stepforionic-motion

TEIN 

0.0 

initialtemperature

TEBEG= 

0.0;

TEEND= 

0.0temperatureduringrun

DOSrelatedvalues:

ISMEAR= 

0;

SIGMA= 

0.10broadeningineV-4-tet-1-fermi0-gaus

Electronicrelaxation2（details）

Writeflags

LWAVE= 

T 

writeWAVECAR

LCHARG= 

writeCHGCAR

VASP给INCAR文件中的很多参数都设置了默认值，所以如果你对参数不熟悉，可以直接用默认的参数值。

比如在这个例子中，下面的比较简单的INCAR文件也可以完成任务:

KPOINT文件:

我们采用自动的Monkhorst-PackK点撒取方式。

对于类似于硅晶体的半导体材料，通常4x4x4的K点网格就够了。

MonkhorstPack

44 

4

00 

0

POSCAR文件:

我们采用FCC原胞，所以每个原胞包含两个硅原子

Si

5.38936

0.50.50.0

0.00.50.5

0.50.00.5

2

Cartesian

0.0000000000000 

0.00000000000 

0.0000000000000

0.2500000000000 

0.25000000000 

0.2500000000000

POTCAR文件

不需要进行任何改动，只需将POTCAR文件从正确的赝势库里拷贝过来就行了。

运行VASP进行完这一步的计算后，我们应该得到了自洽的电荷分布-CHGCAR文件。

为了得到能带结构，我们需要对指定的K点进行非自洽的计算，然后将信息汇总，得到E-K的能带关系。

步骤二.—在固定电子密度的情况下，得到选取K点的能量本征值。

我们需要修改一下INCAR文件中的部分参数

11 

ICHARG=11表示从CHGCAR中读入电荷分布，并且在计算中保持不变。

我们还需要更改KPOINT文件，来指定我们感兴趣的某些高对称性的K点。

在VASP4.6中，这个可以通过Linemode来轻易实现.

k-pointsalonghighsymmetrylines

10!

10intersections

Line-mode

rec

0 

!

gamma

0.50.50 

X

0.00.00 

0.50.50.5!

L

通过指定Line-mode，VASP会自动在起点和终点之间插入指定的K点数，比如上面的文件就是指定VASP计算沿着Gamma点到X点，以及Gamma点到L点的K点，每个方向上各取10个K点。

下图是硅晶体的第一布里渊区，标出了一些高对称性点。

作如上修改后，我们再次运行VASP，然后我们就可以从OUTCAR文件或者EIGENVAL文件里得到需要的每个K点的能级信息。

比如说EIGENVAL文件会有类似以下的输出

0.5555556E-010.5555556E-010.0000000E+000.5000000E-01

-6.8356

4.8911

3 

5.0077

4 

5.0079

5 

7.6438

6 

8.0693

7 

8.0694

8 

9.0057

第一行就是K点的倒空间的坐标，接下来的8行告诉我们在那个K点上的8个能级。

你可以通过EXCEL或者ORIGIN之类的画图软件可视化结果。

由于现在手头上已经有了每个K点的能级信息，则将这些K点的能级连接起来就是你所需要的能带图了。

下图是用以上步骤算得的硅的能带图。

我们可以看到硅并非是直接能隙的材料。

同时，由于我们用了LDA，所以硅的能隙和实验相比大大被低估了（实验为1.12eV，计算值~0.6eV）。

VASP计算ZnO能带及态密度

1．准备四个输入文件

POSCAR 

INCAR 

OUTCAR 

KPOINTS

POSCAR:

从ms中导入ZnO结构，选择CASTEP，file，save，并保存成原包。

这样，得到一隐藏文件.cell,将它用编辑器打开，从中的到vasp所需的POSCAR信息，修改得到POSCAR。

system=ZnO

1

-0.02.3152.315

2.315 

-0 

2.315

2.3152.315 

0.0

11

direct

0.250.250.25

POTCAR:

用paw-GGA的赝势，提取，O，Zn的赝势合并成一个赝势。

下面是INCAR

SYSTEM=ZnO

ENCUT=250

ISTART=0

ICHARG=2

ISMEAR=-5

PREC=Accurate

再下面KPOINTS

9*9*9

Monkhorst

999

000

至此，四文件已准备好，进行计算，

vasp&

（这里我有了第一个疑问，在这计算之前，是否需要某些参数的测试，比如截断能，晶格参数等，要的话，标准时什么？

还有，vasp运行后，如何知道结果是否满足要求呢？

）

下面进行静态计算

INCAR:

ISTART=0,ICHARG=2,ISMEAR=-5,ENCUT=400,

只修改了INICAR，其余文件不变，vasp&

3.求DOS

ISTART=1,ICHARG=11,RWIGS=0.82 

1.27 

LORBIT=11,其余的同上，

KPOINTS:

增加K点：

准备好文件后计算，vasp&

，任务进行时出现错误提示行，但是任务能继续进行：

Warning：

stressandforcesarenotcorrect

POSCARINCARandKPOINTSokstartingsetup

不知哪里有问题？

运行完了后，用split_dos进行DOS分割，，出现错误提示（提示将放在楼下~~）

得到了DOS0DOS1DOS2三个文件，但是DOS1DOS2相同，错在哪里？

DOS0 

DOS1DOS2文件如何理解？

？

4.求能带结构

最后求能带结构，INCAR文件修改如下：

ENCUT=400

ISTART=1

ICHARG=11

ISMEAR=0

KPOINTS文件修改结果：

kpointsalonghighsymmetrylines

10

line

0.500.5

0.50.50.25

0.50.50.5

设置这些之后，计算，vasp&

从EIGENVAL文件得到能带信息，通过oringin画能带图，DOS图。

（图将放在楼下！

大概的过程就是这样，可能有高手会说了，应该看说明，我真的学习了，但是理论和实践还是有好大差距，所以，希望大家，高手，不吝赐教！

也为后来的人留个基础帖

VASP是固体物理程序中非常稳定，性能优秀的软件之一，被广泛的用于固体性质的计算。

在这里，我们以Pt金属为例，介绍如何用VASP计算并且可视化VASP的能带计算结果。

进行能带计算首先要进行正常的自洽的计算。

主要目的是得到能带计算所需要的基态的电荷密度文件。

所以必须保证LCHARG=.TRUE.。

可以用如下的INCAR文件和KPOINTS文件。

INCAR

Pt-bulk

PREC=High

NSW 

=50 

numberofstepsfor

IBRION=2 

conjugate-gradient

ISMEAR=1

SIGMA=0.2

LCHARG=.TRUE.

kpoints

12 

1212

进行完自恰计算后，用以下的INCAR文件进行能带结构的计算。

关键是要保持自洽的电荷密度不变，即ICHARG=11。

NWRITE=1

IonicRelaxation

=0 

IBRION=-1 

conjugate-gradientalgorithm

ISMEAR=0

ICHARG=11

KPOINTS文件如下，我们选取了5个高对称方向，每个方向上21个K点来构建能带图。

21 

21intersections

cart

000 

100 

10.50 

W

10.50!

0.50.50.5 

110 

K

得到的OUTCAR文件里就包含了各个指定K点所对应的能级，也就是我们常说的能带结构。

E-fermi:

7.4279 

XC（G=0）:

-13.2605 

alpha+bet:

-12.7584

addalpha+bettogetabsoluteigenvalues

k-point 

1:

0.0000 

0.0000

bandNo.bandenergies 

occupation

-2.4770 

2.00000

3.7825 

5.7731 

22.8395 

0.00000

27.5743 

9 

27.5744 

2:

0.0250 

0.0250

-2.4444 

3.7614 

3.7990 

5.7500 

5.7816 

22.8879 

27.4306 

27.5713 

…....

中间省略部分

…….

k-point105:

0.5000 

1.0000

0.6467 

1.1067 

2.00000

7.3042 

1.61813

7.8021 

0.00814

9.2022 

15.7878 

18.8190 

可见，OUTCAR文件里包含了我们在KPOINTS中指定的105个K点。

将VASP的OUTCAR里的能带信息可视化通常是个比较头疼的事，如果要将这些信息粘贴到Origin之类的软件里进行可视化，需要大量的数据格式处理。

这里我们教大家用awk文本处理程序和gnuplot画图程序简单快捷地画VASP的能带结构图。

我们在这里将不详细介绍awk或者gnuplot的语法和功能，而仅仅给出一个用它们画VASP能带图的解决方案。