VASP中电子态密度计算的流程

VASP中电子态密度计算的流程

主要分成三步：一、结构优化；二、静态自洽计算；三、非自洽计算

以Al－FCC为例子

第一步 结构优化

输入文件（INCAR, POTCAR, POSCAR, KPOINT）

INCAR文件

System=Al

ISTART=0

ISMEAR=1

SIGMA=0.2

ISPIN=2

GGA=91; VOSKOWN=1; EDIFF=0.1E-05; EDIFFG=-0.01

IBRION=2

NSW=50

ISIF=2 (OR 3)

NPAR=10

POTCAR 文件直接在势库中拷贝

POSCAR文件

Al

4.05

1.0 0.0 0.0

0.0 1.0 0.0

0.0 0.0 1.0

4

Direct

0.0 0.0 0.0

0.5 0.5 0.0

0.5 0.0 0.5

0.0 0.5 0.5

KPOINT 文件

Automatic generation

0

Mohkorst Pack

15 15 15

0.0 0.0 0.0

第二步 静态自洽计算

INCAR： PREC = Medium，ISTART = 0，ICHARG = 2，ISMEAR = -5

输入文件（INCAR, POTCAR, POSCAR, KPOINT）

INCAR文件

System=Al

ISTART=0

ISMEAR=1

SIGMA=0.2

ISPIN=2

GGA=91; VOSKOWN=1; EDIFF=0.1E-05; EDIFFG=-0.01

#IBRION=2

#NSW=50

#ISIF=2 (OR 3)

NPAR=10

POTCAR 文件直接在势库中拷贝

POSCAR文件

Al

4.05

1.0 0.0 0.0

0.0 1.0 0.0

0.0 0.0 1.0

4

Selective Dynamic

Direct

0.0 0.0 0.0 T T T

0.5 0.5 0.0 T T T

0.5 0.0 0.5 T T T

0.0 0.5 0.5 T T T

KPOINT 文件

Automatic generation

0

Mohkorst Pack

15 15 15

0.0 0.0 0.0

第二步计算是在结构优化的结果上进行的，所以开始第二步的时候，将第一步中的输入文件INCAR, POTCAR, POSCAR, KPOINT 以及 C* 文件放入静态自洽计算中去，并且将CONTCAR 拷贝到 POSCAR中，然后运行VASP。计算结果中的Fermi能是准确的，需要记下。

第三步 非自洽计算

INCAR： PREC = Medium，ICHARG = 11，ISMEAR = -5，LORBIT = 10 或者 11（这时可不设RWIGS)，ISTART = 1

在第二步自洽计算的基础上进行，修改输入文件INCAR, POTCAR, POSCAR, KPOINT。

INCAR文件

System=Al

ISTART=1

ISMEAR=-5

SIGMA=0.2

ICHARG=11

RWIGS=1.402

ISPIN=2

GGA=91; VOSKOWN=1; EDIFF=0.1E-05; EDIFFG=-0.01

#IBRION=2

#NSW=50

#ISIF=2 (OR 3)

NPAR=10

POTCAR 文件直接在势库中拷贝

POSCAR文件

Al

4.05

1.0 0.0 0.0

0.0 1.0 0.0

0.0 0.0 1.0

4

Selective Dynamic

Direct

1.0 0.0 0.0 T T T

0.5 0.5 0.0 T T T

0.5 0.0 0.5 T T T

0.0 0.5 0.5 T T T

KPOINT 文件

Automatic generation

0

Mohkorst Pack

21 21 21

0.0 0.0 0.0

VASP中文手册：在进行能带和DOS计算时，ISMEAR 不能使用N阶MP方法。因为MP方法在空轨道上有负的占据，所以求得的能带和DOS是不正确的。但是从其它地方看到---“提示：在计算能带结构时，采ISMEAR = 0或1对结果的影响非常小，可以认为是一样的。但是不能采用ISMEAR = -5 或-4。”ISMEAR到底多少？

计算能带：ICHARG = 11导体的话，用ISMEAR=1；半导体或绝缘体，用ISMEAR=0 。

计算 DOS： ICHARG = 11ISMEAR = -5

计算的时候，金属可用0、1，非金属不要大过0，体材料可用－4、－5（面的话就用－1、0吧？）

设置完成后进行计算，计算完后，得到包含了态密度值的DOSCAR文件，采用split_dos对态密度文件DOSCAR进行分割，得到总态密度DOS0，各个原子的分波态密度DOS1，DOS2……。另外在运行split_dos程序对DOSCAR文件分割时，要保证当前目录下有对应的OUTCAR和POSCAR文件。

分割后的DOS0，DOS1…等文件的能量值是以费米能级作为能量参考零点。DOS0的第一列数据是能量值，单位为eV；第二列数据是总态密度的值，单位 State/eV.unit cell；第三列数据是总态密度的积分值，也就是电子数，单位为electrons。DOS1是第一个原子的分波态密度值，其中的第一列数据是能量值，单位为eV；第二、三、四列数据分别对应于s、p、d态的分波态密度值，单位为State/eV.atom。其他的DOS文件与DOS1类似。