纯干货：准备输入文件

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纯干货：准备输入文件

通过前面的介绍，相信朋友们对VASP计算已经有了一个比较清晰的认识了。今天的教程主要来讲解一下如何准备VASP计算的输入文件以及一些参数设置的注意事项。前面我们已经讲过，VASP计算参数以及计算的赝势和结构信息是包含在四个输入文件里面，分别是　INCAR、KPOINTS、POTCAR和POSCAR，下面我们就开始讲解一下这四个输入文件的细节以及注意事项。

VASP计算输入文件：

• INCAR-计算参数文件

通过VASP软件进行理论计算时，是在INCAR文件中设置计算参数，INCAR文件尽量简洁明了，只设置自己需要设置的参数，默认值不需要写进INCAR文件中，以结构优化的INCAR为例介绍一些重要的参数。

SYSTEM=计算任务的名字。

ISTART= 0 | 1 | 2 | 3，我们这里赋值为0，表示开始一个新的计算。

ICHARG=2，ISTART=0，则默认值为2，利用叠加原理直接将原子电荷密度重叠作为电荷密度。

ENCUT，确定平面波的切断动能，通过“grep ENMAX POTCAR”命令获取默认值，一般取最大值的1-1.2倍。

ISMEAR和 SIGMA，ISMEAR决定了如何确定每个波函数的占有数，k点数目大于4时，ISMEAR取-5；当原胞较大而k点数目较少时，ISMEAR取0；体系呈现金属性时，ISMEAR取1。一般情况下ISMEAR取0，同时取一个合适的SIGMA就不会出问题，笔者一般取ISMEAR= 0 ; SIGMA = 0.01进行计算。如果不知道如何取SIGMA值，可以查找侯柱峰老师的测试脚本进行测试。

ALGO可以设置为Normal，Fast和Very_Fast，设置为Normal表示用blocked Davidson算法进行电子优化；设置为Very_Fast则表示用RMM-DIIS算法进行电子优化；而设置为Fast则代表用先用blocked Davidson算法再用RMM-DIIS算法进行电子优化。

PREC是设置电子迭代过程精度的参数，用来确定计算的精度。一般设置为Accurate。

EDIFF参数设置电子自洽迭代的循环中，总能收敛的标准。只有迭代前后体系能量差小于这个值时才能收敛。官网给出的建议是设置为默认值10-4，适当调整到10-5也可以。

EDIFFG原子迟豫收敛的标准。默认值为EDIFF*10。这个值为负时，其绝对值为离子迭代原子最大受力的标准。

LREAL确定投影算法是否在实空间或倒空间计算。推荐在计算几何优化的时候用Auto，计算能量计算的时候用FALSE。

NELMIN = 4 ，表示最少进行4 次迭代，以保证计算的电子密度足够

准确，从而保证计算的受力准确。

IBRION参数可以设置结构优化方法。通常设置为1或2，当IBRION = 1时, 表示用准牛顿方法进行结构优化，初始结构合理可以直接用这个方法；当IBRION =2时，表示用共轭梯度算法进行结构优化，当初始结构不合理，IBRION=1 不收敛时，可以尝试用这个方法。

ISIF决定了是否计算应力以及如何对结构进行优化。表面结构优化时，ISIF设置为2，优化体相结构，ISIF设置为3。

NSW是设置原子迟豫的最大步数和分子动力学的步数。

LWAVE = .FALSE.，这个参数表示不将算出来的波函数写入到硬盘。

LCHARG = .FALSE. , 这个参数表示不写入电荷密度结果。

• KPOINTS-k点取样文件

一般来说，k点越密越多，计算精度也越高，当然计算成本也越高。一般如非必要，可以先用自动模式生成k点，VASP会自动生成一个简约化后的k点矩阵，存于IBZKPT file，可以直接复制里面的数据到KPOINTSfile来用。笔者在这里推荐通过VASPKIT自动生成k点文件。

• POSCAR-结构信息文件

POSCAR文件描述了体系的结构信息，包括原(或晶)胞的基矢,原子的位置, 原子是否移动等。输出POSCAR文件，需要先得到结构文件，如果有现成的.cif文件，则可以直接将文件导入到VESTA文件中，依次选择file->ExportData，输出时选VASP文件格式，文件命名为POSCAR，不带后缀。输出文件时一定要注意坐标格式，有分数坐标和笛卡尔坐标两种形式。

如果没有.cif的结构文件，则需要通过其他软件进行建模，笔者使用的建模软件是MedeA，建模之后将结构以.cif的格式输出，然后重复上面的步骤。

²  POTCAR-赝势文件

POTCAR包含VASP 计算所需的用来近似地处理原子电子间相互作用的赝势文件。按POSCAR文件中，每类原子的顺序把各类原子相应的赝势合并到同一个POTCAR文件中。需要注意每类原子的赝势类型一致。生成POTCAR文件的命令为cat /…/PAW_PBE/{A1,A2,A3,…,An}/POTCAR>> POTCAR，其中/…/表示赝势包的路径，PAW_PBE代表赝势种类，{A1,A2,A3,…,An}代表原子种类。

以上就是VASP理论计算所需输入文件，重要参数设置以及文件生成方法，在准备好上述输入文件后，我们就可以开始进行计算了。输出文件以及相应的计算结果分析将在下个教程进行讲解。

参考资料：侯柱峰老师的资料，大师兄科研网

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