VASP计算稀土.doc

实例 1VASP 算稀土永磁材料的磁学性能用哪种算法和赝势比较好？用 VASP 计算稀土永磁材料（比如 Sm-Co）的磁学性能用哪种算法和赝势比较好啊？LDA GGA LSDA+U?PBE PW91?PBE 是比较好的交换关联能，但是对于磁性，最后加上 U 结果可能会好点但是 U 的确定需要从文献和其他软件得到我算的磁性没有 f 电子，这是为什么呢？是赝势的问题还是将 f 电子限制在芯内了？f 电子的确是很深的，一般很难和其他原子的电子相互作用，这也是 La 系和 Ac 的元素的化学表现很相似的原因那么怎样才能使磁性计算出现 f 电子呢？确实让人纠结啊！请问使用 PBEsol+U 进行优化和性质计算,如何设置 INCAR？在 vasp5.2 手册上找不到 PBEsol+U 的说明，只有 LSDA+U 的PBE 是 GGA 类的交换关联能，LSDA 的设置是可以同样用于 GGA 的实例 2vasp 计算中 sigmma 值稀土金属怎么取vasp 计算中 sigmma 值稀土金属怎么取啊？计算出来老感觉不对取不同的 sigma 测试，然后，计算结果中取能量的哪一行，sigma0 跟不趋近 0 的时候的比较，差别满足你的精度需求就是实例 3关于 VASP 计算用不同赝势产生的能量差异！为啥同一个结构，用不同的赝势文件 POTCAR，如 PAW_PBE 赝势和用 US 赝势来计算，为啥能量不一样？连初始第一步的能量的差别就很大啊？本人理论知识很浅，各位大侠能说说其中原理吗？这不只是精度的问题，因为能量就不在一个层次上！两套赝势的能量没有可比性.Generally the PAW potentials are more accurate than the ultra-soft pseudopotentials. There are two reasons forthis: first, the radial cutoffs (core radii) are smaller than the radii used for the US pseudopotentials, and second thePAW potentials reconstruct the exact valence wave function with all nodes in the core region.能量绝对值没有任何意义的，不同赝势能量参考态不一样，只有能量之差才有意义。

实例 4MedeA——Vasp for Windows不熟悉 linux 却想用 VASP 的，现在有新软件了MedeA 的老板与 Vasp 的开发人是同一个实验室出来的，关系很好，所以，他们将 VASP 拿过来，进行了整合和改进MedeA 研究晶体结构的统一 Windows 图形环境，结合了实验数据库，计算的数据以及高级的模拟程序和便利的分析工具MedeA 包括五个模块： InfoMaticA,VASP,ElectrA,MT 和Phonon分析性能包括：总能和结合能，能带结构，态密度，原子电荷和磁力矩的分析功能:1. InfoMaticA 模块 是 MedeA 环境的主要部分，提供了对实验数据库CRYSTMET（50，000 化合物，包括金属和半导体） ，ICSD （无机金属晶体数据库 80，000化合物） ，NIST（晶体数据 240，000 化合物）复杂的搜索和查询功能；2. 完全整合的 VASP3. ElectrA 是全电子密度泛函电子结构代码，它基于球面波 ASW 方法可以计算来自能带和单电子波函的全部特性计算效率相当高功能有：L(S)DA 和 GGA，元素覆盖整个周期表， （包含质量-速率和 Darwin 项的）准相对论，磁体系的自旋极化处理，适合于研究密填充材料，Anderson/Broyden 电荷密度混合，总能量，体模， （自旋限制和非限制的）能带结构，DOS，磁矩，内核电子光谱，核、异构体转移和超精细场的电荷密度和自旋密度，光学光谱，对于处理半开壳层结构自动清空球结构；4. MedeA-MT 模块计算材料（例如高性能合金，硬材料，氧化物等）的力学和热力学特性，如弹性系数，杨氏模量，剪切模量和热膨胀系数。

计算相当容易、可靠5. MedeA-Phono 对于众多材料（固体、表面和分子，可以包含重元素和稀土元素） ，计算格子的振动光谱及其特性用于预测热容，熵，焓，自由能，中子散射截面，解释IR/Raman 光谱，预测相的非稳性和相变参见 PHONONMedeA2.0 特点：1. 完全整合 VASP 4.6，将 VASP 很多新特色加入其中带有全电子投影扩张波（PAW）势能的 PBE 函数；全自旋轨道相对论的哈密顿函数；LDA+U 用于处理高度关联体系，如 NiO 和稀土元素；非线性磁学研究；增强的实空间设计，可以处理大分子体系；增强了并行计算能力2. 继续支持 VASP 4.4；3. 自动收敛测试重要的 VASP 参数；4. 包含最新版的无机晶体结构数据库（ICSD）：超过 80,000 个实体，并包括金属体系；5. 新的对称程序；6. 新的模建功能：新的，增强的表面建模器；自动的空间探测器；代用搜索操作平台:Windows 另外，MedeA 是可以像 MS 一样以 Windows 界面为前期和后期处理工具，在工作站上进行并行计算的实例 5VASP+SOC 后的能带计算小弟刚刚编译好了一个带 SOC 的 VASP，为了看看结果如何，想仿照文献计算一下 Bi2Se3的能带结构，大概过程如下（略过结构弛豫）：参照说明书上的做法1、无 soc，线性计算。

得到 WAVECAR, CHG, CHGCAR2、非线性计算，加入 SOC，如果再更改 KPOINTS，像以往的能带计算一样，就会有错误所以想求教各位，对于这样的体系，怎样求得加入 SOC 后的能带结构我在计算时，只在计算能带时加入了 SOC 的关键字做非共线计算1.常规 DFT 优化2.共线 SCF，输出 CHGCAR3.读取上一步电荷密度，指定 K 点路径，非共线计算注：SCF 时就想考虑 SOC，可以读取上一步波函数，并把上一步的 IBZKPT 拷贝成KPOINTS，以保持 k 点一致不过我试了一下，1、共线计算，得到自洽的 CHG 和 CHGCAR，K 点是自动生成的2、读取了电荷密度，指定了 K 点路径，非共线计算这样的话有错误发生啊，一个很大的 ERROR，是怎么回事啊？体系含有比较重的元素，相对论效应中第三项不可忽略时如：PbTe、Bi2Te3 之类的，此时考虑 SOC 才能得到正确的能带结构那这么说稀土元素都要考虑了？但是我见过 PRB 上忽略 Er 的自旋轨道耦合的加入自旋轨道耦合在计算量上影响大不大？自旋轨道耦合除了对能带结构和禁带宽度影响较大外，对一般总能和几何结构影响大不大呢？固体计算中，稀土元素较少考虑 SOC 的。

这儿的难点基本在 4f 电子的处理，采用+U 或者PBE0 及类似加入 SOC 常常要关闭对称性，计算量会大些SOC 对几何结构的影响较小，至少我测试的这些体系来说欢迎各位补充在指定了 K 点路径之后，共线计算总是报错，除非 K 点保持一致请问这是怎么回事？关于 SOC 计算的例子太少了啊朴绝缘体结构在优化阶段有需要考虑 soc 嘛？还是说只要考虑普通的自旋极化即可这会不会对之后的结果产生很大的偏差？实例 6对于旋轨耦合，总的角量子数等于轨道角量子数和自旋角量子数得矢量加和，即J=L+S在 vasp 中怎么得到对应每一个 J 值分量的能级和波函数？vasp 可以计算旋轨耦合么？最近这个东西好火热了我也想了解一下这个东西vasp 应该无法计算角动量对应能级和波函数，只能得到基态电荷密度和总能而且对于局域磁性离子如过渡金属与稀土离子的旋轨耦合，往往与晶体场相互作用同时出现，在晶体场作用下，会发生轨道角动量湮灭或部分湮灭现象由于电子之间库伦排斥作用，能量最低的谱项即基态就是根据洪德定则来去确定的对于稀土离子，自选轨道耦合强于晶体场作用，因此旋轨耦合总角量子数为好量子数，本证函数就是|J，m>,晶体场作为微扰项。

对于过渡金属离子，要首先计算基态项在晶体场劈裂下的能级，得到晶体场下的本征波函数，此时 J 不是好量子数，只能以自旋轨道耦合为微扰对于稀土离子，在 vasp 中，有没有好的办法将 J 的各分量的本征值计算处理或者有什么好的方法经过后处理得到？晶体场作为微扰项的贡献的量有好的办法得到吗？非常感谢！vasp 计算的是|J,m> 在晶体场和交换作用下能量最低的态，此时磁量子数是确定的计算晶体场具体的微扰作用可以看磁各向异性的单离子模型对于求不同 J 值光谱项的本征值，貌似有能量哈密顿矩阵的完全对角化方法，这个我只是见到过实例 7如何用 vasp 计算 Gd 单个原子能量？请问如何用 vasp 计算 Gd 的单个原子能量？INCAR 里面如何设置？要计算该能量主要为了计算体系的结合能，请高手详细告诉一下，我对这方面不太懂楼主说的不是很清楚，可以这么回答你，你要是想获得 Gd 组成某种结构时，单个原子的能量的话，那么你就将 Gd 按照某种结构进行建模，比如 HCP，BCC， FCC 等，然后计算总能量除以原子数目即可如果你想计算一个孤立原子的能量的话，那么你就要建立一个很大的包，只放一个原子于其中，比如 10angstrom 的大包。

然后计算能量，建议看一下 VASP 的 user guide 上面有我计算的体系是 La7Gd1Mo8O36我想计算一下体系的结合能，我看资料上说需要计算单个原子的能量我计算 Gd 单个原子能量的步骤是：先建立一个大的单包：15X15X15 只放一个 Gd 原子，然后计算能量我计算结果是-0.210eV，我觉得不太对，请问 Gd，La 的单个原子能量一般是多少？你气死我了我这很多天都在进行 Gd 的运算用了好几个软件，都算不出来可能是势函数不好你用 VASP 居然一下子算出来了我早就感到 VASP 可能有戏，但是我没有这个软件啊我来告诉你我的看法：1.你光建立一个大单胞是不行的你要建几个，比如 15*15*15，20*20*20，25*25*25 等，分别进行计算，看看能量是不是收敛到一个值，也就是说，看看元胞大到什么程度的时候，不影响计算结果2.元胞尺寸定下来以后，再考察 K-point，以及能量截断的影响办法就是多换几个参数去试，直到能量收敛（一般两次计算能量之差不超过 1mhar） ，也就是这些参数不影响能量值为止因为只算一个原子，应该很快的3.最后你应该得到一个你确信的值你问 Ga、La 单原子的能量是多少，这是没法回答你的。

因为大家如果用不同的势或者不同的算法去算，结果绝对值可能有很大不同你只能以如下方式检验你的结果：A计算 Gd 单个原子能量对 Gd 晶体进行结构优化（只优化元胞尺寸） ，并计算 Gd 晶体中单个原子能量求得 Gd 的结合能（cohesive energy)如果你的结合能算出来是对的，那么你的单原子能量就是可以使用的Gd 的结合能 Ecoh，文献值一般在 4.14～4.18eV，Gd 的结构如下：空间群：P6 3/mmC (194#)， HCP，Mg 型，a=3.615ang，c=5.777ang以前也有人计算过如下结果：a=6.873Bohr，c=10.897Bohr， Ecoh＝4.344eV ，给出的实验值则是 a=10.902Bohr，c=6.858Bohr这篇文章是 PRB， 50（1994)，1363还有一篇文章在 PRB，44 （1991） ，7451 你自己查吧这两篇文章都是用 LSDA 算的对 La 和其它原子也是同样的处理和检验对 O，可以通过计算 O2 分子的原子化能来考察计算的有效性我以上说的是比较保险的办法，步。