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co2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、optimize2.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 = F2ISTART = 0ICHARG = 2NELMDL = 5ISMEAR = 0SIGMA = 0.1PREC = AccurateKPOINTS:Automatic meshM1 1 10 0 0POSCAR:O115.0 0.00 0.000.00 14.0 0.000.00 0.00 13.01D0.00 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+01GGA-CA E0= -.35466314E+01PAW E0= -.34415634E+01PAW-GGA E0= -.34948621E+01PBE 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/shrm WAVECARfor i in 550 600 650 700 750 800 850 900docat > INCAR <<!System = H2ISTART=0ISMEAR=0;SIGMA=0.1ICHARG = 2ENCUT=$iPREC=Accurateecho "ENCUT = $i eV" ; vaspE=`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 $E >> commentdoneKPOINTS:Automatic meshM1 1 10 0 0POSCAR:F21.2094.000.00 0.000.00 4.00 0.000.000.00 4.002Direct0.000.00 0.000.000.00 0.25选用上次计算是最低能量的POTCAR运行脚本文件encut,得到comment文件内容如下:550 1 -3.654087600 1 -3.654701650 1 -3.651275700 1 -3.652794750 1 -3.652555800 1 -3.652600850 1 -3.653120900 1 -3.652554950 1 -3.652669总能变化在0.001eV左右就足够了,因此我们选择encut=700eV4.KPOINTS参数选择准备文件POSCA、INCAR、POTCAR以及脚本文件k,POSCAR、POTCAR与上面相同脚本文件k:#!/bin/shrm WAVECARfor i in 3 5 7 9 11 13 15docat > KPOINTS <<!Automatic meshM$i $i $i0 0 0!echo "k mesh = $i x $i x $i" ; vaspE=`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 $E >>commentdoneINCAR:System = O2ENCUT = 700ISTART = 0ICHARG = 2ISMEAR = 0SIGMA = 0.1PREC = Accurate运行脚本文件k,得到comment文件:3 6 -3.6523825 18 -3.6524117 40 -3.6523889 75 -3.652386总能变化在0.001eV左右就足够了,因此我们选择5作为k点值。
5.对晶格常数进行优化准备文件INCAR、KPOINTS、POTCAR以及脚本文件optimize,其余文件与上一样Optimize:#! /bin/shBIN=/usr/bin/vasprm -rf WAVECARfor i in 1.16 1.21 1.26 1.31 1.36 1.41 1.46 1.51 1.56 1.61 1.66;do cat >POSCAR <<!O2$i4.00 0.00 0.000.00 4.00 0.000.00 0.00 4.002Direct0.00 0.00 0.000.00 0.00 0.25!echo "a= $i" ;$BINE=`tail -1 OSZICAR`;echo $i $E >>RESULT.fccdonecat 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-311.21 1 F= -.24084278E+01 E0= -.24084278E+01 d E =-.145599E-161.26 1 F= -.30094870E+01 E0= -.30094870E+01 d E =-.247133E-211.31 1 F= -.33821346E+01 E0= -.33821346E+01 d E =-.403048E-161.36 1 F= -.35847564E+01 E0= -.35847564E+01 d E =-.800387E-691.41 1 F= -.36607958E+01 E0= -.36607958E+01 d E =-.270236E-211.46 1 F= -.36424044E+01 E0= -.36424044E+01 d E =-.866906E-241.51 1 F= -.35553122E+01 E0= -.35553122E+01 d E =-.289397E-271.56 1 F= -.34180694E+01 E0= -.34180694E+01 d E =-.998984E-161.61 1 F= -.32473112E+01 E0= -.32473112E+01 d E =-.696853E-231.66 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 = SiISTART = 0ENCUT = 240NELM = 100EDIFF = 1E-04EDIFFG = 1E-03NSW = 5IBRION = 2KPOINTS:Automatic meshMonkhorst Pack9 9 90 0 0POSCAR:Si5.430.00 0.50 0.500.50 0.00 0.500.50 0.50 0.002Direct0.00 0.00 0.000.25 0.25 0.25计算结果为:GGA-CA赝势文件POTCAR计算能量最低所以。
E0=-.11947589E+02eV即优化后Si晶体的总能量。
2.截断能(ENCUT)参数的选定利用encut脚本文件计算ENCUT参数,准备POSCAR,POTCAR,KPOINT文件。
双击encut进行计算。
结果文件在comment文件中。
选取变化在0.001的ENCUT值。
所用文件:POSCAR:Si5.430.00 0.50 0.500.50 0.00 0.500.50 0.50 0.002Direct0.00 0.00 0.000.25 0.25 0.25KPOINTS:Automatic meshMonkhorst Pack9 9 90 0 0POTCAR从赝势库GGA-CA里选择所对应的文件脚本文件encut:#!/bin/shrm WAVECARfor i in 150 200 250 300 350docat> INCAR <<!System = SiENCUT = $iISTART = 0ICHARG = 2ISMEAR = 0SIGMA = 0.1PREC = Accurate!echo "ENCUT = $i eV" ; vaspE=`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 >> commentdone运行脚本文件encut,计算结果位于comment文件,内容如下:150 35 -11.900756200 35 -11.937845250 35 -11.945420300 35 -11.945545350 35 -11.945502选择总能变化在0.001eV左右就足够了。