vasp的输入文件、输出文件

输入文件

INCAR :计算控制参数文件
POSCAR :描述体系结构的文件
KPOINTS :k点取样设置文件
POTCAR :赝势文件

输出文件

OUTCAR :最主要的输出文件
DOSCAR : 电子态密度文件
EIGENVAL :本征值文件
OSZICAR :每次迭代或原子迟豫(或MD)的信息
CHG和CHGCAR :电荷密度文件
WAVECAR :波函数文件
CONTCAR :原子迟豫或MD后的体系结构文件
IBZKPT :布里渊区中的k点
PCDAT :对关联函数
XDATCAR :在MD时, 原子位置变化的跟踪文件
PROCAR和PROOUT : 波函数投影或分解的文件
LOCPOT :总的局域势
ELFCAR :电子局域函数

文件详细

INCAR

INCAR 是 VASP 的核心输入文件。它决定 “做什么和如何做”，并包含相对较多的参数。大多数参数都有方便的默认值，不了解其含义的用户不应更改任何默认值。由于 INCAR 文件的复杂性，我们专门用一节来介绍 INCAR 文件（见第 6 节）。

设置计算的精度
设置是做什么计算
设置交换关联函数
设置优化的算法和收敛标准
设置MD的步长、温度、时间
设置每个波函数或电子的占有数 (也就是 smearing方法及相关的参数) 等等
自由格式
共100多个关键词，一般都有合适的默认值。通常需设置的有10个左右。即使INCAR文件无任何内容也可以进行计算。

INCAR：例子

静态计算(计算总能和自洽的电荷密度)

SYSTEM=Silicon
ENCUT=350
ISTART=0
ICHARG=2
ISMEAR=-5
EDIFF=1E-5
PREC=Accurate
设置标题，以说明所计算的体系
设置平面波切断动能(不采用默认值)
说明这次计算是一次全新的计算
按体系中的原子构造初始的原子密度
采用四面体方法
电子迭代的收敛标准是1E-5
精度为Accurate

此文件控制vasp进行何种性质的计算，以及设置了计算方法中一些重要的参数。其中的关键词可以分为如下几类：

对所计算的体系进行注释：SYSTEM
定义如何输入或构造初始的电荷密度和波函数：ISTART,ICHARG,INIWAV
定义电子的优化：
- 平面波切断动能和缀加电荷时的切断值：ENCUT, ENAUG
- 电子部分优化的方法：ALGO, IALGO, LDIAG
- 电荷密度混合的方法：IMIX, AMIX, AMIN, BMIX, AMIX MAG, BMIX[MAG, WC INIMIX, MIXPRE, MAXMIX
- 自洽迭代步数和收敛标准：NELM, NELMIN, NELMDL, EDIFF
定义离子实或原子的优化：
- 原子位置优化的方法、移动的步长和步数：IBRION, NFREE, POTIM, NSW
- 分子动力学相关参数：SMASS, TEBEG, TEEND, POMASS,NBLOCK, KBLOCK PSTRESS
- 离子驰豫收敛标准：EDIFFG
定义态密度积分的方法和参数：
- smearing方法和参数：ISMEAR, SIGMA
- 计算态密度时能量范围和点数：EMN, EMAX, NEDOS
- 计算分波态密度的参数：RWIGS, LORBIT
其他：
- 计算精度控制：PREC
- 磁性计算：ISPIN, MAGMOM, NUPDOWN
- 交换关联函数：GGA, VOSKOWN
- 计算ELF和总的局域势：LELF, LVTOT
- 结构优化参数：ISIF
- 等等。其他为列出的，请参见VASP的英文manual。

一般要设置的关键词：SYSTEM, ENCUT, ISTART, ICHARG, PREC, ISMEAR, SIGMA。针对计算不同的性质，再另外增加相应的关键词。例子：

以下是表格中 ISIF 参数的具体含义：

ISIF	计算内容		自由度
	forces	stress tensor	positions	cell shape	cell volume
0	yes	no	yes	no	no
1	yes	trace only	yes	no	no
2	yes	yes	yes	no	no
3	yes	yes	yes	yes	yes
4	yes	yes	yes	yes	no
5	yes	yes	no	yes	no
6	yes	yes	no	yes	yes
7	yes	yes	no	no	yes
8	yes	yes	yes	no	yes

此表说明了不同 ISIF 值对力、应力张量的计算情况以及对原子位置、晶胞形状和体积的自由度控制。

NGX.NGY.NGZ	FFT mesh for orbitals (Sec.6.3,6.11)
NGXF,NGYF,NGZF	FFT mesh for charges(Sec.6.3,6.11)
NBANDS	number of bands included in the calculation (Sec.6.5)
NBLK	blocking for some BLAS calls(Sec.6.6)
SYSTEM	name of System
NWRITE	verbosity write-flag (how much is written)
ISTART	startjob:0-new 1-cont 2-samecut
ICHARG	charge:1-file 2-atom 10-const
ISPIN	spin polarized calculation (2-yes 1-no)
MAGMOM	initial mag moment /atom
INIWAV	initial electr wf.:0-lowe 1-rand
ENCUT	energy cutoff in eV
PREC	precession:medium,high or low
PREC	VASP.4.5 also:normal,accurate
NELM,NELMIN and NELMDL	nr.of electronic steps
EDIFF	stopping-criterion for electronic upd.
EDIFFG	stopping-criterion for ionic upd.
NSW	number of steps for ionic upd.
NBLOCK and KBLOCK	inner block;outer block
IBRION	ionic relaxation:0-MD 1-quasi-New 2-CG
ISIF	calculate stress and what to relax
IWAVPR	prediction of wf.:0-non 1-charg 2-wave 3-comb
ISYM	symmetry:0-nonsym 1-usesym
SYMPREC	precession in symmetry routines
LCORR	Harris-correction to forces
POTIM	time-step for ion-motion(fs)
TEBEG,TEEND	temperature during run
SMASS	Nose mass-parameter(am)
NPACO and APACO	distance and nr.of slots for P.C.
POMASS	mass of ions in am
ZVAL	ionic valence
RWIGS	Wigner-Seitz radii
NELECT	total number of electrons
NUPDOWN	fix spin moment to specified value
EMIN,EMAX	energy-range for DOSCAR file
ISMEAR	part.occupancies:-5 Blöchl -4-tet-1-fermi0-gaus ;0MP
SIGMA	broadening ineV-4-tet-1-fermi0-gaus
ALG0	algorithm:Normal(Davidson)—Fast—Very Fast (RMM-DIS)
IALG0	algorithm:use only 8(CG)or 48(RMM-DIIS)
LREAL	non-local projectors in real space
ROPT	number of grid points for non-local proj in real space
GGAVOSKOWN	Xc-type:e.g.PE AM or 91use Vosko,Wilk,Nusair interpolation
DIPOL	center ofcell for dipol
AMIX,BMIX	tags for mixing
WEIMIN,EBREAK,DEPER	special control tags
TIME	special control tag
LWAVE,LCHARG,LVTOT,LVHAR	create WAVECAR/CHGCAR/LOCPOT
LELF	create ELFCAR
LORBIT	create PRO0UT
NPAR	parallelization over bands
LSCALAPACK	switch off scaLAPACK
LSCALU	switch of LU decomposition
LASYNC	overlap communcation with calculations

以下是该表格内容的翻译：

参数	含义
NGX, NGY, NGZ	轨道的 FFT 网格大小（见第 6.3 和 6.11 节）
NGXF, NGYF, NGZF	电荷的 FFT 网格大小（见第 6.3 和 6.11 节）
NBANDS	计算中包含的能带数（见第 6.5 节）
NBLK	用于某些 BLAS 调用的分块（见第 6.6 节）
SYSTEM	系统名称
NWRITE	写入标志的详细程度（即输出信息的多少）
ISTART	启动方式：0-新计算，1-接续上次，2-保持同一截断能
ICHARG	电荷设定方式：1-使用文件，2-原子电荷，10-常量电荷
ISPIN	自旋极化计算：2-是，1-否
MAGMOM	每个原子的初始磁矩
INIWAV	初始电子波函数：0-低能，1-随机
ENCUT	能量截断（单位：eV）
PREC	精度：Medium、High、Low
PREC（VASP 4.5）	精度：Normal、Accurate
NELM, NELMIN, NELMDL	电子步数的设置
EDIFF	电子更新的停止标准
EDIFFG	离子更新的停止标准
NSW	离子更新的步数
NBLOCK, KBLOCK	内部分块和外部分块
IBRION	离子弛豫方式：0-分子动力学，1-准牛顿，2-共轭梯度
ISIF	计算应力和选择的弛豫内容
IWAVPR	波函数预测：0-无，1-电荷，2-波函数，3-混合
ISYM	对称性：0-不考虑，1-考虑
SYMPREC	对称性例程中的精度
LCORR	Harris 校正力
POTIM	离子运动时间步长（单位：fs）
TEBEG, TEEND	计算中的温度范围
SMASS	Nose 质量参数（单位：am）
NPACO, APACO	P.C. 的距离和槽数
POMASS	离子质量（单位：am）
ZVAL	离子价电子数
RWIGS	Wigner-Seitz 半径
NELECT	总电子数
NUPDOWN	固定自旋磁矩至指定值
EMIN, EMAX	DOSCAR 文件中的能量范围
ISMEAR	电子占据分布方式：-5 Blöchl 修正，-4 四面体，-1 费米，0 高斯
SIGMA	宽化参数（单位：eV）
ALGO	计算算法：Normal（Davidson）-Fast-Very Fast（RMM-DIIS）
IALGO	算法选择：8（CG），48（RMM-DIIS）
LREAL	非局域投影在实空间
ROPT	非局域投影在实空间的网格点数
GGAVOSKOWN	Xc 类型，例如 PE AM 或 91，使用 Vosko, Wilk, Nusair 插值
DIPOL	偏振中心
AMIX, BMIX	混合参数
WEIMIN, EBREAK, DEPER	特殊控制参数
TIME	特殊控制参数
LWAVE, LCHARG, LVTOT, LVHAR	是否生成 WAVECAR/CHGCAR/LOCPOT 文件
LELF	是否生成 ELFCAR 文件
LORBIT	是否生成 PRO0UT 文件
NPAR	能带并行化
LSCALAPACK	关闭 ScaLAPACK
LSCALU	关闭 LU 分解
LASYNC	重叠通信和计算

以上翻译涵盖了该表中各参数的含义，便于在 VASP 设置中更清楚地理解每个参数的作用。如有进一步疑问，欢迎继续咨询！

STOPCAR

使用STOPCAR文件可以在VASP程序执行过程中停止运行。如果STOPCAR文件包含以下行：

LSTOP = .TRUE.

那么VASP将在下一个电子步骤停止，也就是说WAVECAR和CHGCAR可能包含未收敛的结果。如果可能的话，使用第一种选项。

stdout, and OSZICAR

关于收敛速度和当前步骤的信息会写入标准输出和文件OSZICAR。请始终保留OSZICAR文件的副本，因为它可能提供重要信息。通常，您会看到类似以下几行的信息：

content-image-1

$N$ 是电子步骤的数量， $E$ 是当前的自由能， $dE$ 是从上一步到当前步骤自由能的变化， $d\ eps$ 是能带结构能量的变化。 $ncg$ 是作用于波函数的哈密顿量评估的次数， $rms$ 是试探波函数的残量的范数 $(R=H-\varepsilon S|\phi>)$ （即它们的近似误差）， $rms(c)$ 是输入和输出电荷密度之间的差异。

下一行提供了在获得收敛后总能量的信息。第一个值是总自由能 $F$ （此时已减去参考原子的能量）， $E0$ 是 $sigma \to 0$ 时的能量（见第 7.4 节）， $dE$ 是当前步骤与上一步之间总能量的变化；对于静态计算， $dE$ 是熵乘以 sigma。

对于分子动力学（IBRION=0，见第 6.22 节），这一行会略有不同：

1 T= 1873.0 E= -.13382154E+04 F= -.13401522E+04 E0= -.13397340E+04 EK= .19368E+01 SP= .00E+00 SK= .00E+00

$T$ 对应当前温度， $E$ 是总自由能（包括离子的动能和Nosé温控器的能量）。 $F$ 和 $\bar{E}_0$ 已经解释过。 $E_K$ 是动能， $SP$ 是Nosé温控器的势能， $SK$ 是对应的动能。

附加的技术参数和一些状态报告也会写入标准输出。

POTCAR

POTCAR 文件包含计算中使用的每个原子种类的假势值。如果原子种类的数量多于一个，只需将各原子种类的 POTCAR 文件合并即可。在 UNIX 机器上，您可以键入以下一行

bash

> cat ˜/pot/Al/POTCAR ˜/pot/C/POTCAR ˜/pot/H/POTCAR >POTCAR

来连接三个 POTCAR 文件。第一个文件将对应于 POSCAR 和 INCAR 文件中的第一个种类，以此类推。从 VASP 3.2 版开始，POTCAR 文件还包含原子的相关信息（即它们的质量、价态、创建伪势所用的参考构型能量等）。有了这些新的 POTCAR 文件，就不再需要在 INCAR 文件中指定价态和质量。如果 INCAR 文件中存在质量和价态的标签，则将其与 POTCAR 文件中的参数进行检查，并打印错误信息。

$注意：$ 在连接 POTCAR 文件时要非常小心，因为在 POTCAR 文件中常常出现错误排序的情况！POTCAR 文件中的排序错误是常见的错误！

新的 POTCAR 文件还包含默认的能量截止值（ENMAX 和 ENMIN 行），因此不再需要在 INCAR 文件中指定 ENCUT。当然，INCAR 文件中的值将覆盖 POTCAR 文件中的默认值。对于包含多个种类的 POTCAR 文件，将使用最大截止值（ENMAX 或 ENMIN）进行计算（见第 6.11 节）。有关所提供伪势的更多信息，请参阅第 10 节。