一般要做弛豫计算,需要设置弛豫收敛标准,也就是告诉系统收敛达成的判据(convergence break condition),当系统检测到能量变化减小到一个确定值时例如EDIFFG=1E-3时视为收敛中断计算,移动离子位置尝试进行下一步计算。EDIFFG这个值可以为负,例如EDIFFG=-0.02,这时的收敛标准是当系统发现所有离子间作用力都小于给定的数值,如0.02eV/A时视为收敛而中断。

弛豫计算主要有两种方式:准牛顿方法(quasi-Newton RMM-DIIS)和共轭梯度法(CG)两种。准牛顿方法计算速度较快,适合于初始结构与平衡结构(势能面上全局最小值)比较接近的情况,而CG方法慢一些,找到全局最小的可能性也要大一些。选择方法为IBRION=1时为准牛顿方法而IBRION=2时为CG方法。


结构优化也叫结构迟豫。是指对整个输入体系的坐标进行调整,得到一个相对稳定的基态结构。结构优化分原子迟豫和电子迭代两个嵌套的过程,每次计算中都进行原子迟豫和电子迭代计算(电子迭代嵌套在原子迟豫中),达到原子迟豫收敛标准时进行下一步计算,直到达到自动中断或者最大原子迟豫步数。(通常以前后两次总自由能之差或 原子所受最大的力 作为原子迟豫的收敛标准,电子自洽迭代计算以总能作为收敛标准,默认为10-4,因电子迭代的嵌套特性,以及电子迭代和原子迟豫的收敛速度不同,最终以原子迟豫最大步数作为强制停止参数)

通过结构优化使体系达到相对稳定结构,因此可以得到体系的总能量(哪个能量??)、晶体结构参数(可以得到包括晶格常数、结合能等)

同时得到CONTCAR(离子迟豫时,每步移动后的体系的晶格参数,和POSCAR内容相同。因此结构优化完成后,要使用输出的优化CONTCAR拷贝成POSCAR进行下一步的静态自洽计算,对电子结构做进一步调整 )


导入.cif文件,用vaspkit产生POSCAR

根据.cif文件生成POSCAR

关键字解释:

pv赝势:

输出文件

CHG和CHGCAR:电荷密度展示和计算的电荷文件

CONTCAR:结构优化获得的结构文件

DOSCAR:存放的态密度数据文件

EIGENVAL:绘制能带所需的本征值数据

IBZKPT:程序自动产生的布里渊去k点

OSIZCAR:每一个离子步和电子步的收敛信息

OUTCAR:总体的输出文件

PCDAT:对关联式文件,对于分子动力学计算有用

WAVECAR:存放体系的波函数

XDATCAR:存放结构优化的结构轨迹

step2

step1产生的CONTCAR改为POSCAR

ISIF改为2

三维晶体结构修正可以一步获得

ISIF值优化离子位置优化晶胞形状优化晶胞体积计算应力典型应用场景
2固定晶胞形状和体积,仅优化原子位置。
3优化晶胞形状(保持体积不变),适用于表面或界面计算。
4全优化(形状+体积+离子位置),适用于体材料(如块体晶体)。
5类似ISIF=2,但计算应力(不常用)。
6仅优化晶胞(形状+体积),不优化原子位置(如晶格参数扫描)。
7与ISIF=4相同(VASP默认值,需确认版本差异)。