材料計算 輸入檔案POSCAR

2021-08-16 16:41:24 字數 3050 閱讀 1253

poscar檔案的結構:

可以把結構優化產生的contcar拷貝成poscar,可以bposcar/pposcar拷貝成poscar

poscar:座標檔案,裡面的資訊就是你要計算的初始模型的原子座標

第1行:第一行是體系名字,這個不要求必須正確,只是方便自己知道是什麼體系。任意文字注釋。

第2行:晶格常數(?),也是晶矢的縮放係數,後面所有長度值得自原值除以此值。a=b=c時取a即可,否則一般取三者最大值,若取負值,則為晶胞體積(?3)。可以直接設定成1.000000。

第3-5行:定義晶矢(晶格向量):a ?b ?c?

第6行:元素名字和對應的數量。每種元素的原子個數,特別注意順序,要與下面的座標順序以及potcar中的順序一致。

第7行:可省略,無需空行。做動力學時,用於指定是否需要固定部分原子的座標。若是,此行以『s』或者『s』作為首字母即可。

第8行及以後:座標表達方式。可以借助material studios生成.cell檔案來拷貝其內容。.cell檔案中有晶矢和座標。

第8行:direct

第9行以後:

開始為原子的座標位置,格式為

option line

coordinate1 of element1

coordinate2 of element1

...coordinaten of element1

option line

coordinate1 of element2

coordinate2 of element2

...coordinatem of element2

...其中,option line指定輸入座標的格式,除了第乙個以外,如果後面的輸入格式同前,則都可以無空行省略。

option line可指定的輸入座標格式有兩種:

『d』or『d』for direct mode

『c』or『c』or『k』or『k』for cartesian mode

顧名思義,前者是定義在三個晶矢方向上的座標:r=r1×x+ r2×y +r3×z,r1,r2,r3為前面的晶矢,x,y,z為輸入的三個座標,r為原子座標位矢,是相對於晶矢給出的,而後者則是以笛卡爾座標系來給出原子的絕對座標,實際就是將直角座標除以前面第二行定義的晶胞常數後得到的座標值。

如果第7行設定為s(selective dynamic),則可以用以下形式定義各座標是否可以移動:

selective dynamics

cartesian

0.00 0.00 0.00 t t f

0.25 0.25 0.25 f f f

kpoints檔案結構:

第1行:注釋行。

第2行:k點總數,或者『0』(自動生成網格(automatic k-mesh generation))。

如果是前者,給出k點總數,又分為兩種情況:

第3行:輸入格式標識。直角座標(cartesian)或倒易座標(reciprocal)。同樣的,『c』、『c』、『k』、『k』for cartesian,其他首字母則自動切換到reciprocal。

第4~n行: 逐個k點的座標描述。格式為「x y z w」。其中「x y z」是該點的三個座標,w是權重。所有k點的權重相互之間的比例對了就行,vasp會自動歸一的。

注意c座標和r座標的定義:

c:k=(2π/a)(x y z)

r:k=x*b1+y*b2+z*b3(b1-b3為倒易晶矢)

這裡「x y z」只是代表了座標的順序,與座標軸無關。

一般如非必要,可以先用自動模式生成k點,vasp會自動生成乙個簡約化後的k點矩陣,存於ibzkpt檔案,可以直接複製裡面的資料到kpoints檔案中使用,這也是該輸入法的主要用途,可以減少重複自動生成格點的時間。另乙個用途是為了做精確的dos(density of status)計算,由於這類計算所需的k點數極大,通過全手動盡可能的優化k點也就必需了。

l:半手動/線形模式(line-mode):在計算能帶結構時使用,此時需要精確地選取k點,在指定的高對稱性方向上生成指定數目的k點。此時:

第2行:指定兩點間生成的k點數,不同於全自動的總k點數。

第2.5行:『l』表示是線形模式。

第3行:輸入格式標識,同前。

第4~n行:每行描述乙個點,格式為「x y z」。每兩行的點連成一條直線,在兩點間生成指定數目的k點。每隔兩行間以空行區分,例如:

k-points along high symmetry lines

10line-mode

reciprocal

0  0  0

0.5 0.5 0

0.5 0.5 0

0.5 0.75 0.25

最常用的方法是讓程式自動生成k點網格,使用者只需定義網格取樣大小即可。此時:

第2行:0

第3行:生成k點的方法。

「a」:全自動模式,可以看作以г點為圓心以l為半徑做圓,當然各晶矢不同時,相應的圓就被拉成了橢圓,以確保三個倒格晶矢方向上覆蓋的k點數都為l

「g」:г/gamma方法

「m」:monkhorst-pack方法

其它首字母:高階模式,就是用c座標或r座標直接輸入新的晶矢,一般不使用

第4行:在各個晶矢方向上分割各晶矢的點數。一般為奇數,使得產生的k點是以gamma點為中心的。

第5行:是否移動網格點以及移動多少,也即偏移原點的位矢,一般設成「0 0 0」,表示不移動。

例如:automatic generation

0monhkorst-pack

9          9  9

0.0  0.0  0.0

vasp的輸出檔案主要包括:

l       outcar:包含執行vasp作業後得到的絕大部分計算結果以及每步迭代的詳細情況;

l       chg, chgcar:給出體系的電荷密度。兩個檔案內容相同,但前者的資料精度比後者略低一些;

l       doscar, eigenval:分別給出所計算體系的電子態密度和本徵值。兩個檔案中的能量值都是絕對的;

l       oszicar:包含每次迭代或離子移動情況的簡單彙總;

l       contcar:給出離子進行弛豫時,每次移動後體系的晶格引數,與poscar內容相同;

材料計算 VASP執行例項

第一步,寫入incar。見incar筆記。第二步,寫入poscar檔案,也就是座標檔案。第三步,寫入kpoints檔案,就是k點的選擇。第四步,寫入potcar 找到勢檔案,然後按照poscar中的元素順序吧cr和 i元素的potcar寫在一起 生成乙個potcar的勢檔案。命令如下 cat cr ...

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