VASP几个计算实例

用VASP计算Ｈ原子的能量

氢原子的能量为 。在这一节中，我们用VASP计算H原子的能量。对于原子计算，我们可以采用如下的INCAR文件 PREC=ACCURATE

NELMDL = 5 make five delays till charge mixing ISMEAR = 0; SIGMA=0.05 use smearing method 采用如下的KPOINTS文件。由于增加K点的数目只能改进描述原子间的相互作用，而在单原子计算中并不需要。所以我们只需要一个K点。 Monkhorst Pack 0 Monkhorst Pack 1 1 1 0 0 0

采用如下的POSCAR文件 atom 1

15.00000 .00000 .00000 .00000 15.00000 .00000 .00000 .00000 15.00000 1 cart

0 0 0

采用标准的H的POTCAR 得到结果如下：

k-point 1 : 0.0000 0.0000 0.0000 band No. band energies occupation 1 -6.3145 1.00000 2 -0.0527 0.00000 3 0.4829 0.00000 4 0.4829 0.00000 我们可以看到，电子的能级不为

。

Free energy of the ion-electron system (eV)

--------------------------------------------------- alpha Z PSCENC = 0.00060791 Ewald energy TEWEN = -1.36188267 -1/2 Hartree DENC = -6.27429270 -V(xc)+E(xc) XCENC = 1.90099128

PAW double counting = 0.00000000 0.00000000 entropy T*S EENTRO = -0.02820948 eigenvalues EBANDS = -6.31447362 atomic energy EATOM = 12.04670449

---------------------------------------------------

free energy TOTEN = -0.03055478 eV

energy without entropy = -0.00234530 energy(sigma->0) = -0.01645004 我们可以看到

也不等于

。

在上面的计算中有个问题，就是H原子有spin,而在上面的计算中我们并没有考虑到spin。所以如果我们改用LSDA近似，在INCAR中用ISPIN=2的tag，则得到如下结果：

k-point 1 : 0.0000 0.0000 0.0000 band No. band energies occupation 1 -7.2736 1.00000 2 -0.1229 0.00000 3 0.4562 0.00000 4 0.4562 0.00000 5 0.4562 0.00000

spin component 2

k-point 1 : 0.0000 0.0000 0.0000 band No. band energies occupation 1 -2.4140 0.00000 2 -0.0701 0.00000 3 0.5179 0.00000 4 0.5179 0.00000 5 0.5179 0.00000

Free energy of the ion-electron system (eV)

--------------------------------------------------- alpha Z PSCENC = 0.00060791 Ewald energy TEWEN = -1.36188267 -1/2 Hartree DENC = -6.68322940 -V(xc)+E(xc) XCENC = 2.38615430

PAW double counting = 0.00000000 0.00000000 entropy T*S EENTRO = 0.00000000 eigenvalues EBANDS = -7.27361676 atomic energy EATOM = 12.04670449

--------------------------------------------------- free energy TOTEN = -0.88526212 eV

energy without entropy = -0.88526212 energy(sigma->0) = -0.88526212

氢原子的能量约等于 。可以看到在LDA中如果限制自旋，使能级大概

提高了 。但是如何理解所得到的能级，由于用到了赝势，本人并不很清

楚如何解释能级意义。

用VASP计算Pd金属的晶格常数

Pd金属的实验上的晶格常数为

。在这里，我们用VASP计算它的晶格常数。

首先将Pd所对应的POTCAR文件拷贝到目录下。然后准备好INCAR和KPOINTS

文件。POSCAR文件我们将通过一个tcsh的script来产生。 KPOINTS文件可以如下：

Monkhorst Pack 0 Monkhorst Pack 11 11 11 0 0 0

INCAR文件可以如下：

SYSTEM = Pd bulk calculation Startparameter for this run: PREC = Accurate

ISTART = 0 job : 0-new 1-cont 2-samecut ICHARG = 2 charge: 1-file 2-atom 10-const ISPIN = 1 spin polarized calculation?

Electronic Relaxation 1

EDIFF = 0.1E-03 stopping-criterion for ELM LREAL = .FALSE. real-space projection Ionic relaxation

EDIFFG = 0.1E-02 stopping-criterion for IOM NSW = 0 number of steps for IOM

IBRION = 2 ionic relax: 0-MD 1-quasi-New 2-CG ISIF = 2 stress and relaxation

POTIM = 0.10 time-step for ionic-motion TEIN = 0.0 initial temperature

TEBEG = 0.0; TEEND = 0.0 temperature during run

DOS related values:

ISMEAR = 0 ; SIGMA = 0.05 gaussian smear

Electronic relaxation 2 (details)

Write flags

LWAVE = F write WAVECAR LCHARG = F write CHGCAR

产生POSCAR和计算晶格常数的工作可以用以下的PBS script来完成。 #!/bin/tcsh #PBS -S /bin/sh #PBS -l nodes=4:athlon:ppn=2 #PBS -l cput=384:00:00 #PBS -m ae #PBS -o output #PBS -e error.log

# set parameter set EXEC = 'vasp' set SRC = '/usr/common/executable'

# change working directory cd $PBS_O_WORKDIR

# copy fresh executable from depository cp -f $SRC/$EXEC .

# execute mpi program foreach a (3.3 3.4 3.5 3.6 3.7) echo \

cat >POSCAR <

0.5 0.5 0.0 0.0 0.5 0.5 0.5 0.0 0.5 2 direct

0.0 0.0 0.0 0.25 0.25 0.25 !

mpiexec -nostdin ./$EXEC

set E=`tail -2 OSZICAR` echo $a $E >>SUMMARY

end # remove executable rm -f $EXEC

如果不用不需要用PBS script，则更加简单，如下即可。将其命名为lattice。 #!/bin/tcsh foreach a (3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 4.0 4.1 4.2) echo \

cat >POSCAR <

0.5 0.5 0.0 0.0 0.5 0.5 0.5 0.0 0.5 1

cartesian 0.0 0.0 0.0 !

./vasp

set E=`tail -1 OSZICAR` echo $a $E >>SUMMARY end

用chmod +x lattice，将其改为可执行文件。然后在命令行里键入./lattice 即可。

以下是用USPP-LDA运行完后的SUMMARY文件。每个计算用时13秒。（在USPP中Pd的截断能量是198.955）

3.5 1 F= -.52384500E+01 E0= -.52371846E+01 d E =-.253072E-02 3.6 1 F= -.58695670E+01 E0= -.58683951E+01 d E =-.234381E-02 3.7 1 F= -.62322232E+01 E0= -.62311104E+01 d E =-.222547E-02 3.8 1 F= -.63932936E+01 E0= -.63921078E+01 d E =-.237151E-02 3.9 1 F= -.64072233E+01 E0= -.64058584E+01 d E =-.272979E-02 4.0 1 F= -.63162916E+01 E0= -.63147061E+01 d E =-.317085E-02 4.1 1 F= -.61523489E+01 E0= -.61504748E+01 d E =-.374817E-02 4.2 1 F= -.59418370E+01 E0= -.59396594E+01 d E =-.435530E-02 用抛物线拟和得到的晶格常数为

。

以下是采用PAW-LDA势运行完以后的SUMMARY文件。每个计算用时20秒。所以相对来说PAW势所需要的时间多一些，这是因为PAW势的energy cutoff相对比较高（在PAW中Pd的截断能量是250.832）。

3.5 1 F= -.52393107E+01 E0= -.52377274E+01 d E =-.316665E-02 3.6 1 F= -.58814938E+01 E0= -.58798653E+01 d E =-.325695E-02 3.7 1 F= -.62451262E+01 E0= -.62437004E+01 d E =-.285149E-02 3.8 1 F= -.64049388E+01 E0= -.64036223E+01 d E =-.263317E-02 3.9 1 F= -.64158100E+01 E0= -.64143798E+01 d E =-.286044E-02 4.0 1 F= -.63210060E+01 E0= -.63194198E+01 d E =-.317251E-02 4.1 1 F= -.61536329E+01 E0= -.61518107E+01 d E =-.364433E-02 4.2 1 F= -.59385695E+01 E0= -.59364165E+01 d E =-.430601E-02 用抛物线拟和得到的晶格常数为

,固体中每个原子的能量 ,固体中每个原子的能量是

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