vasp介绍(转帖)

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VASP (VAMP)
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简介：VASP是使用赝势和平面波基组，进行从头量子力学分子动力学计算的软件包，它基于CASTEP 1989版开发。VAMP/VASP中的方法基于有限温度下的局域密度近似（用自由能作为变量）以及对每一MD步骤用有效矩阵对角方案和有效Pulay混 合求解瞬时电子基态。这些技术可以避免原始的Car-Parrinello方法存在的一切问题，而后者是基于电子、离子运动方程同时积分的方法。离子和电 子的相互作用超缓Vanderbilt赝势(US-PP)或投影扩充波(PAW)方法描述。两种技术都可以相当程度地减少过渡金属或第一行元素的每个原子 所必需的平面波数量。力与张量可以用VAMP/VASP很容易地计算，用于把原子衰减到其瞬时基态中。
功能：
Features
Self-consistent density functional method with plane wave basis
All-electron projector-augmented-wave (PAW) potentials covering all atoms of the periodic table
Local density approximation (LDA) and generalized gradient approximation (GGA)
Spin restricted and spin-polarized
Semi-relativistic and full spin-orbit relativistic
Non-collinear magnetism
LDA (GGA)+U for correlated systems
Applicable to bulk systems, surfaces, interfaces, and molecules (in supercell geometry)
Total energies, forces, and the full stress tensor
Concurrent relaxation of lattice parameters and atomic positions
Ab initio molecular dynamics
Generation of Monkhorst-Pack special k-points
Integration in k-space with smearing or tetrahedron method (with Blöchl correction)
Band structure (spin restricted and spin polarized)
Site, spin and partial-wave projected densities of states
Partial densities of states at Fermi level
Charge densities Spin densities
Ultra-soft pseudopotentials are offered for comparison

平台：UNIX/LINUX
相关软件：
1. p4vasp
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说明：处理VASP xml格式输出文件的免费图形环境工具。
2. Chain
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说明：用于Vasp的Fortran代码，通过INCAR文件的ICHAIN变量确定使用何种方法寻找鞍点：Nudged Elastic Band方法(ICHAIN=0，默认)，用于计算频率的动力学矩阵方法(ICHAIN=1)，以及不需要知道最终的态二聚物方法(ICHAIN=2)。该程序已经加入到新版本的VAPS程序中。
3. TST
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说明：利用VASP寻找鞍点和求解过渡态理论速率常数的程序。

#2 VASP外加电场的计算
原来vasp4.6已经能计算外加电场的情况。具体的原理可以查看dipol.F中的注解和提到的文献PRB46, 16967(1992)。
是通过在真空层中加入一个偶极矩来做的，不是像另一种方法加入锯齿型的势（比如实现在PWSCF和ABINIT中的）。
在INCAR文件中加入这样的关键词。一般是用在slab模型的表面体系模拟中。
EFIELD= xxx (units eV/A)
LDIPOL=.TRUE.
IDIPOL= direction of field

#3
Partial charge density计算或称为Band decomposed charge density计算，即计算特定的某个(或某些)k点和本征值(这些k点和本征值是相互对应的)所对应的本征波函数的平方(也就是电荷密度)。特别是用在 STM的计算中，以及分析特定能量范围内或能量点的化学键特征(或atomic characteristic)。

下面以计算金刚石结构Si(晶格常数为5.40 angstrom)的VBM(价带顶)为例：
一、先自洽计算得到收敛的电荷密度(CHGCAR和CHG)和波函数(W***ECAR).
%%%%%%%%%%%%%%%%%%
INCAR输入文件如下：
SYSTEM = Si
ENCUT = 400
ISTART = 0
ICHARG = 2
ISMEAR = -5
EDIFF = 1E-5
PREC = Accurate
%%%%%%%%%%%%%%%%%%
KPOINTS输入文件：
auto
0
M
11 11 11
0.0 0.0 0.0
%%%%%%%%%%%%%%%%%%
二、Gamma点的第4条能带(Si的价态顶在Gamma点，且Si原胞中的总价电子数是8)的Band decomposed charge density计算:
%%%%%%%%%%%%%%%%%%
INCAR输入文件如下：
SYSTEM = Si
ENCUT = 400
#ISTART = 1
#ICHARG = 11
ISMEAR = 0; SIGMA = 0.2
EDIFF = 1E-5
PREC = Accurate
#LW***E = .F.
#LCHARG = .F.
LPARD =.TRUE.
IBAND = 4
NBMOD = 1
KPUSE = 1
LSEPB=.TRUE.
LSEPK=.TRUE.
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
KPOINTS输入文件如下：
k-points along high symmetry lines
1
Reciprocal
0.000000 0.000000 0.000000 1.00
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
这一步计算时，记得把前面一步计算得到的收敛的电荷密度文件CHGCAR和CHG，以及波函数文件(W***ECAR)拷贝到当前的计算目录中。
计算完后得到PARCHG.0004.0001，这个就是第四条能带在Gamma点对应的电荷密度文件。下面的图是根据这个文件画出在(110)面分布情况（等高线从0 e/A^3到0.215 e/A^3，间隔为0.01 e/A^3)：

最后对下面的几个关键词进行解释：
LPARD:可赋予的值为.TRUE.或.FALSE.，它的默认值是.FALSE.，当为.TRUE.时，表示读入自洽收敛的CHGCAR和W***ECAR并进行Band decomposed charge density计算。
IBAND：它的赋值就是你想要计算的第几条能带或哪几条能带(比如要计算第4、5、6条能带,那么就设置IBAND = 4 5 6)。此时NBMOD的值就是所要计算的能带的条数（本例中，只计算一条能带，那么设置为1)。它和EINT不能一起用。
EINT：另一种指定所要计算能带的方式，它是指定计算某能量范围的Band decomposed charge density，一般是设置为两个实数，比如EINT= 4.00 5.00，此时
NBOMD的值设置为-2。如果只设置了一个数，那么表示计算从EINT到费米能级这个范围内的，此时NBOMD的值为-3.
NBOMD: 它的某些赋值情况在前面有介绍，下面补充：当设置0时，表示计算全部的电荷密度（并包括了未占据的能带）；如果设置-1，就是通常的电荷密度计算，这也是它的默认值。
KPUSE：指定所要计算的k点(哪个或哪几个)，比如本例中，要计算一个，并相应的在KPOINTS设置所要计算的k点。如果要计算好几个，那么设置KPUSE的值为这些k点在KPOINTS中的序号。
LSEPB：指定是不是要把计算的partial charge density按每个带分别写到各自对应的文件PARCHG.nb.(设置为.TRUE.)中，还是把它们合并写到一个文件中(相当于把各个带对应的partial charge density加起来，设置为.FALSE.)。默认值为.FALSE.。
LSEPK：指定是不是把要计算的partial charge density按每个k分别写到各自对应的文件PARCHG.nk.(设置为.TRUE.)中，还是把它们合并写到一个文件中(相当于把各个带对应的partial charge density加起来，设置为.FALSE.)。默认值为.FALSE.。

#4 vasp 编译

#5 VASP计算Gamma点的振动频率
一般在INCAR中设置NSW（设置一个较大的数没有关系，VASP会自动根据体系来确定的，但是不能设置小于或等于0的数，或者不设置NSW）, IBRION=50, NFREE = 2; POTIM （值合适）。
例子：
SYSTEM = Cu3N
ENCUT = 500
ISTART = 0
ICHARG = 2
#ISMEAR = 0; SIGMA = 0.2
ISMEAR = -5
NSW = 60; IBRION = 5
NFREE = 2
EDIFF = 1E-6
POTIM = 0.0005
GGA = 91
VOSKOWN = 1
PREC = Accurate
LWAVE = .FALSE.
LCHARG = .FALSE.

#6 限制磁矩方向的计算与非共线磁结构计算的关系
今天应要求又测试了Constraining the direction of magnetic moments（限制磁矩方向的计算） 和fully non-collinear magnetic structure calculations（完全非共线磁结构的计算）的关系。也就是让I_CONSTRAINED_M = 1 ，而分别计算LNONCOLLINEAR= .TRUE. 和.FALSE.的情况。发现在LNONCOLLINEAR=.FALSE.时的计算，得不到任何有关磁矩的数据（这些计算中LAMBDA = 0）。只有在LNONCOLLINEAR= .TRUE.时，才能得到有关磁矩的信息。也就是说，要进行限制性磁矩计算时，须让LNONCOLLINEAR= .TRUE.。