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【轉(zhuǎn)帖】如何用VASP計算晶格常數(shù)
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分享] 如何用VASP計算晶格常數(shù) 我們用Pd金屬作為例子。 Pd金屬的實驗上的晶格常數(shù)為3.89A。在這里，我們用VASP計算它的晶格常數(shù)。 首先將Pd所對應(yīng)的POTCAR文件拷貝到目錄下。然后準(zhǔn)備好INCAR和KPOINTS文件。POSCAR文件我們將通過一個tcsh的script來產(chǎn)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 產(chǎn)生POSCAR和計算晶格常數(shù)的工作可以用以下的PBS script來完成。 #!/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 "a= $a" cat >POSCAR < cubic diamond $a 0.5 0.5 0.0 0.0 0.5 0.5 0.5 0.0 0.5 2 direct 0.0 0.0 0.0 0.25 0.25 0.25 ! mpiexec -nostdin ./$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，則更加簡單，如下即可。將其命名為lattice。 #!/bin/tcsh foreach a (3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 4.0 4.1 4.2) echo "a= $a" cat >POSCAR < fcc lattice $a 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，將其改為可執(zhí)行文件。然后在命令行里鍵入./lattice 即可。 以下是用USPP-LDA運行完后的SUMMARY文件。每個計算用時13秒。 （在USPP中Pd的截斷能量是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 用拋物線擬和得到的晶格常數(shù)為$3.888\AA$,固體中每個原子的能量是$E_{bulk}=-6.4257$。 以下是采用PAW-LDA勢運行完以后的SUMMARY文件。每個計算用時20秒。所以相對來說PAW勢所需要的時間多一些，這是因為PAW勢的energy cutoff相對比較高（在PAW中Pd的截斷能量是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 用拋物線擬和得到的晶格常數(shù)為$3.875\AA$,固體中每個原子的能量E_bulk=-6.4185eV 可見，PAW-LDA和USPP-LDA給出的晶格常數(shù)都和實驗吻合的非常好，兩者之間的差別也很小。在以下所有的計算中，如果沒有特殊聲明，我們都默認(rèn)采用PAW-LDA的勢。 結(jié)合能(cohesive energy)的定義如下： -E_coh = [E_bulk-N*E_atom]/N 所以我們要將固體中每個原子的能量減去單個Pd原子的能量，才能和實驗的結(jié)合能相比較。對于過渡金屬原子，計算單個原子的能量要特別注意。VASP的網(wǎng)頁上給出了求結(jié)合能所需的單個原子能量的修正值（詳見VASP手冊Pseudopotentials supplied with the VASP package一章）。可以在上面查到，Pd每個原子LDA的修正值為1.46eV。所以我們得到LDA近似下Pd的結(jié)合能為4.998eV。此值和實驗值比嚴(yán)重偏大，這是因為LDA 通常成鍵過強的關(guān)系。如果我們改用GGA的贗勢，可以得到和實驗比較吻合的結(jié)果。 |
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