第一性原理算例.doc

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vasp5.2中GGA=PE，PS，B3计算晶格常数，能带（HSE06杂化）
作者: liliangfang (站内联系TA)    发布: 2011-10-20
在vasp5.2中GGA=PE，PS，B3计算晶格常数，能带（HSE06杂化）的对比
下面是其他两个，基于PAW-PBE的赝势，默认的是GGA=PE
在INCAR里要设置GGA=PS，相应的在POTCAR里LEXCH  = PS；
在INCAR里要设置GGA=B3，相应的在POTCAR里LEXCH  =B3
晶格常数     计算值     误差（实验值5.43）
PE                  5.472          0.768%
PS                  5.438          0.147%
B3                  5.445          0.275%
能带计算（HSE06）  Eg（实验值1.12）
PE                              1.26
PS                              1.28
B3                              1.60
PE                              0.61（4.6的方法）
GGA=PE

GGA=PS

GGA=B3

以前4.6的算法得到的

下面将计算晶格常数及能带各部的主要文件上传(个人计算总结）
晶格常数计算
INCAR
System =  Si 
ENCUT = 400
ISTART = 0 
ICHARG = 2
PREC = Accurate
EDIFF = 1.0E-05
EDIFFG = -0.01
NSW = 200
IBRION = 2
ISIF = 4
ISPIN = 2
GGA = PS
KOPINTS
Automatic mesh 
0 
M
5   5   5
0   0   0
POSCAR
Si:                             
   5.43   
     0.0000000000000000    0.5000000000000000    0.5000000000000000
     0.5000000000000000    0.0000000000000000    0.5000000000000000
     0.5000000000000000    0.5000000000000000    0.0000000000000000
   2
S
Direct
  0.000000000000000  0.000000000000000  0.000000000000000  T  T  T
  0.250000000000000  0.250000000000000  0.250000000000000  T  T  T
POTCAR
优化脚步jvasp
#! /bin/bash
rm -rf WAVECAR
for i in  5.437 5.438 5.439 5.440 5.441
do
cat >POSCAR < Si-Diamond:                             
   $i    
     0.0000000000000000    0.5000000000000000    0.5000000000000000
     0.5000000000000000    0.0000000000000000    0.5000000000000000
     0.5000000000000000    0.5000000000000000    0.0000000000000000
   2
S
Direct
  0.000000000000000  0.000000000000000  0.000000000000000  T  T  T
  0.250000000000000  0.250000000000000  0.250000000000000  T  T  T
!
echo "a= $i" ;mpdboot ; mpirun -np 4 vasp
E=`tail -1 OSZICAR`;
echo $i $E >>SUMMARY
cp CONTCAR CONTCAR$i
done
二次拟合出能量最低点，一般两次足够
能带计算
vasp5.2其中一个计算能带方法是，优化晶格常数后，DFT+HSE06+band计算，见附件
这是其中一个PS的步骤,注意选择POTCAR之后将其中的LEXCH 改为LEXCH  = PS
1.DFT
INCAR
SYSTEM = Si
ENCUT = 400
ISTART = 0
ISYM = 0
GGA = PS
ICHARG = 2
ISMEAR = 0
SIGMA = 0.05
NSW = 0
IBRION = -1
ISIF = 2
EDIFF = 0.00001
EDIFFG = -0.001
KPOINTS
Automatic mesh 
0 
G
4   4   4 
0   0   0
POSCAR
Si-Diamond:                             
   5.43800000000000     
     0.0000000000000000    0.5000000000000000    0.5000000000000000
     0.5000000000000000    0.0000000000000000    0.5000000000000000
     0.5000000000000000    0.5000000000000000    0.0000000000000000
   Si
   2
Selective dynamics
Direct
  0.0000000000000000  0.0000000000000000  0.0000000000000000   T   T   T
  0.2500000000000000  0.2500000000000000  0.2500000000000000   T   T   T

  0.00000000E+00  0.00000000E+00  0.00000000E+00
  0.00000000E+00  0.00000000E+00  0.00000000E+00
运行vasp
2.HSE06
INCAR
设置ICHARG =2 ，IBRION =1 ,NELMIN =5 or 其他值如下
SYSTEM = Si
ISTART = 1
ICHARG = 2
EDIFF = 0.00001
EDIFFG = -0.001
ENCUT = 400
ENAUG = 800
GGA = PS
LREAL = .FALSE.
LWAVE = .TRUE.
LCHARG = .TRUE.
NELM = 200
NSW = 0
IBRION = -1
LMAXMIX = 4
ISMEAR = 0
SIGMA = 0.1
NSIM = 4
ISYM = 0
LHFCALC = .TRUE.
HFSCREEN = 0.2
ALGO = D
TIME = 0.4
ENCUTFOCK = 0
AEXX = 0.25 
其他文件从DFT文件夹拷贝过来，运行vasp
3.band计算
INCAR
SYSTEM = Si
ISTART = 1
ICHARG = 2
GGA = PS
EDIFF = 0.00001
EDIFFG = -0.001
ENCUT = 400
ENAUG = 800
LREAL = .FALSE.
LWAVE = .TRUE.
LCHARG = .TRUE.
NELM = 200
NSW = 0
IBRION = 1
LMAXMIX = 4
ISMEAR = 0
SIGMA = 0.1
NSIM = 4
ISYM = 0
LHFCALC = .TRUE.
HFSCREEN = 0.2
ALGO = N
TIME = 0.4
ENCUTFOCK = 0
AEXX = 0.25 
NELMIN = 5
KPOINTS
从HSE06文件夹的IBZKPT拷贝到KPOINTS,然后把高对称点拷贝在后面，权重为0
更新k点总数
Automatically generated mesh
      127（36+91后面91为高对称）Reciprocal lattice
    0.00000000000000    0.00000000000000    0.00000000000000             1
    0.25000000000000    0.00000000000000    0.00000000000000             2
    0.50000000000000    0.00000000000000    0.00000000000000             1
    0.00000000000000    0.25000000000000    0.00000000000000             2
    0.25000000000000    0.25000000000000    0.00000000000000             2
    0.50000000000000    0.25000000000000    0.00000000000000             2
   -0.25000000000000    0.25000000000000    0.00000000000000             2
    0.00000000000000    0.50000000000000    0.00000000000000             1
    0.25000000000000    0.50000000000000    0.00000000000000             2
    0.50000000000000    0.50000000000000    0.00000000000000             1
    0.00000000000000    0.00000000000000    0.25000000000000             2
    0.25000000000000    0.00000000000000    0.25000000000000             2
    0.50000000000000    0.00000000000000    0.25000000000000             2
   -0.25000000000000    0.00000000000000    0.25000000000000             2
    0.00000000000000    0.25000000000000    0.25000000000000             2
    0.25000000000000    0.25000000000000    0.25000000000000             2
    0.50000000000000    0.25000000000000    0.25000000000000             2
   -0.25000000000000    0.25000000000000    0.25000000000000             2
    0.00000000000000    0.50000000000000    0.25000000000000             2
    0.25000000000000    0.50000000000000    0.25000000000000             2
    0.50000000000000    0.50000000000000    0.25000000000000             2
   -0.25000000000000    0.50000000000000    0.25000000000000             2
    0.00000000000000   -0.25000000000000    0.25000000000000             2
    0.25000000000000   -0.25000000000000    0.25000000000000             2
    0.50000000000000   -0.25000000000000    0.25000000000000             2
   -0.25000000000000   -0.25000000000000    0.25000000000000             2
    0.00000000000000    0.00000000000000    0.50000000000000             1
    0.25000000000000    0.00000000000000    0.50000000000000             2
    0.50000000000000    0.00000000000000    0.50000000000000             1
    0.00000000000000    0.25000000000000    0.50000000000000             2
    0.25000000000000    0.25000000000000    0.50000000000000             2
    0.50000000000000    0.25000000000000    0.50000000000000             2
   -0.25000000000000    0.25000000000000    0.50000000000000             2
    0.00000000000000    0.50000000000000    0.50000000000000             1
    0.25000000000000    0.50000000000000    0.50000000000000             2
    0.50000000000000    0.50000000000000    0.50000000000000             1
  0.500000  0.000000  0.500000  0.00
  0.475000  0.000000  0.475000  0.00
  0.450000  0.000000  0.450000  0.00
。。。。。。。。。。。。。。。。。
。。。。。。。。。。。。。。。。。  
  0.093750  0.093750  0.187500  0.00
  0.075000  0.075000  0.150000  0.00
  0.056250  0.056250  0.112500  0.00
  0.037500  0.037500  0.075000  0.00
  0.018750  0.018750  0.037500  0.00
  0.000000  0.000000  0.000000  0.00
其他文件从HSE06中拷贝
运行vasp
4.从EIGENVAL中取权重为0的高对称点做能带图
EIGENVAL：
    2    2    1    1
  0.2010146E+02  0.3845247E-09  0.3845247E-09  0.3845247E-09  0.5000000E-15
  1.000000000000000E-004
  CAR 
Si-Diamond                              
    8  127    8

  0.0000000E+00  0.0000000E+00  0.0000000E+00  0.1562500E-01
   1       -7.830170
   2        5.377682
   3        5.377684
   4        5.377686
   5        8.798907
   6        8.798909
   7        8.798911
   8        9.693314

  0.2500000E+00  0.0000000E+00  0.0000000E+00  0.3125000E-01
   1       -6.949546
   2        1.136336
   3        4.578605
   4        4.578607
   5        8.218893
   6        9.797289
   7        9.797292
   8       13.389561
。。。。。。。。。。。。。。。
。。。。。。。。。。。。。。。
  0.0000000E+00  0.0000000E+00  0.0000000E+00  0.0000000E+00
   1       -7.830170
   2        5.377682
   3        5.377684
   4        5.377686
   5        8.798907
   6        8.798909
   7        8.798911
   8        9.693314
去掉前面36个
  0.0000000E+00  0.0000000E+00  0.0000000E+00  0.1562500E-01
   1       -7.830170
   2        5.377682
   3        5.377684
   4        5.377686
   5        8.798907
   6        8.798909
   7        8.798911
   8        9.693314
留下后面91个高对称点，并改变高对称点数
    2    2    1    1
  0.2010146E+02  0.3845247E-09  0.3845247E-09  0.3845247E-09  0.5000000E-15
  1.000000000000000E-004
  CAR 
Si-Diamond                              
    8  91    8
。。。。。。。。。。。。
。。。。。。。。。。。。
  0.0000000E+00  0.0000000E+00  0.0000000E+00  0.0000000E+00
   1       -7.830170
   2        5.377682
   3        5.377684
   4        5.377686
   5        8.798907
   6        8.798909
   7        8.798911
   8        9.693314
然后作图
欢迎大家提意见
·  下载 GGA=B3-VASP5.2.rar
·  下载 GGA=PE-VASP5.2.rar
·  下载 GGA=PS-VASP5.2.rar
·  下载 PE-VASP4.6.rar
·  下载 Eu.rar
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youzhizhe (站内联系TA)
谢谢分享。
liliangfang (站内联系TA)
2楼: Originally posted by youzhizhe at 2011-10-21 15:50:47:
谢谢分享。
谢谢 大家一起学习
kgdu (站内联系TA)
谢谢分享！！
贺仪 (站内联系TA)
很好的资源 但是有一点没太明白，为很么在算能带的时候，前面取那些权重不为零的k点呢？
一般的计算通过line模式直接得出的EIGENVAL,然后直接画图，你的权重为零的k点其实就是line模式产生的k点。能不能解释一下为什么要加那些权重不为零的点呢？
liliangfang (站内联系TA)
5楼: Originally posted by 贺仪 at 2011-10-21 18:22:54:
很好的资源 但是有一点没太明白，为很么在算能带的时候，前面取那些权重不为零的k点呢？
一般的计算通过line模式直接得出的EIGENVAL,然后直接画图，你的权重为零的k点其实就是line模式产生的k点。能不能解释一下 ...
这是我总结了很多人的计算方法，line模式HSE杂化这种方法算不了，通过各种尝试，访问vasp官网论坛和参考说明得到的。如果这些高对称点权重不为0就得不到你想要的能带图。简单的说就是不这样设置，通过杂化计算是算不动的或者是得不到结果。
schutsilang (站内联系TA)
:tiger05::tiger05::tiger05::tiger05:
tuhaidan (站内联系TA)
顶一下，感谢分享！
xx2008 (站内联系TA)
:victory::victory::victory::victory::victory::victory:
cavediger (站内联系TA)
很好，支持！
viebn (站内联系TA)
LZ您好，您用的是vasp5.2嘛？请问您能不能把vasp5.2中Eu的PBE势发给我呢？我用的是vasp4.6，计算f电子的时候我的势库好像算不出来！！谢谢楼主
liliangfang (站内联系TA)
11楼: Originally posted by viebn at 2011-10-24 11:36:19:
LZ您好，您用的是vasp5.2嘛？请问您能不能把vasp5.2中Eu的PBE势发给我呢？我用的是vasp4.6，计算f电子的时候我的势库好像算不出来！！谢谢楼主
据我所知没有改变的吧
viebn (站内联系TA)
12楼: Originally posted by liliangfang at 2011-10-24 14:58:56:
据我所知没有改变的吧
谢谢了哈~~~:hand:
NKDMS (站内联系TA)
:victory::victory:
ppwzq (站内联系TA)
顶一下，感谢分享！
ppwzq (站内联系TA)
顶一下，感谢分享！
ppwzq (站内联系TA)
顶一下，感谢分享！
ppwzq (站内联系TA)
顶一下，感谢分享！
xiaowenzhi16 (站内联系TA)
EVERY WEEL
whw19850730 (站内联系TA)
6楼: Originally posted by liliangfang at 2011-10-21 18:48:44:
这是我总结了很多人的计算方法，line模式HSE杂化这种方法算不了，通过各种尝试，访问vasp官网论坛和参考说明得到的。如果这些高对称点权重不为0就得不到你想要的能带图。简单的说就是不这样设置，通过杂化计算是 ...
你好很高兴遇到一个也会使用杂化泛函的，有几个问题要问你
ENCUTFOCK和NKRED这两个参数什么物理意义，说明书说高精度计算可以省略，是不是省略了可定不出错，还有看你附件里文件使用杂化泛函时候ISYM = 0
为什么去消对称性，还有kpoints文件为什么用G点，我看过一个资料好像不用G发散，想确定一下
Automatic mesh 
0 
G
4   4   4
0   0   0
还有ENAUG = 800这个参数必须设定吗？期待回复谢谢。
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