Optimización de geometría para n capas en VASP

Aug 17 2020

¿Cuál es la mejor manera de optimizar la geometría monocapa en VASP? ¿Debería utilizarse el mismo método para una capa n (n = 2,3,4,5)?

Respuestas

4 Jack Aug 17 2020 at 11:54

¿Cuál es la mejor manera de optimizar la geometría monocapa en VASP?

Para la optimización geométrica de la monocapa en VASP, debe utilizar las siguientes etiquetas clave:

 ISIF=4             % or 2 or firstly using 4 then 2    
 IBRION=2     
 NSW=300                 
 EDIFFG=-0.005 

Puede buscar la explicación de cada etiqueta en VASPWIKI . Para completar, doy una plantilla INCAR para optimización geométrica en VASP.

System=Monolayer
ISTART=0       !startjob: 0-new 1-cont 2-samecut
ICHARG=2       !charge: 1-file 2-atom 10-const
ENCUT=500      !energy cutoff in eV
EDIFF=1E-6     !stopping-criterion for electronic upd.
NELM=300       !nr. of electronic steps
ISMEAR=0       !part. occupancies: -5 Blochl -4-tet -1-fermi 0-gaus 0 MP
SIGMA=0.05     !broadening in eV -4-tet -1-fermi 0-gaus
IALGO=38       !algorithm: use only 8 (CG) or 48 (RMM-DIIS), default CG algorithm (IALGO=38)

Dynamic:
ISIF=4         !2:relax ions only; 3:also relax volume and cell shape; 4:relax ions+cellshape, volume=fixed
IBRION=2       !ionic relaxation: 0-MD 1-quasi-New 2-CG
NSW=300        !number of steps for ionic upd
EDIFFG=-0.005  !stopping-criterion for ionic upd

Output:
LCHARG=.FALSE. !don't create CHGCAR
LWAVE=.FALSE.  !don't create WAVECAR

Supongo que puede generar archivos POTCAR y KPOINTS (ver otra respuesta) para su cálculo. Tenga en cuenta que la constante de celosía en POSCAR de su monocapa debe tomar la constante de celosía experimental si existe. O puede tomar la estrategia de la otra respuesta. Una vez preparados todos estos archivos de entrada, puede realizar su cálculo.

¿Debería utilizarse el mismo método para una capa n (n = 2,3,4,5)?

Casi puedes usar las etiquetas anteriores. Sin embargo, debe agregar una etiqueta más para considerar la interacción de van der Waals entre capas, lo cual es importante para la simulación de materiales 2D de n capas. Hay tres estrategias principales para considerar la interacción de van der Waals.

#Strategy A:
IVDW = 11

#Strategy B:
LUSE_VDW = .TRUE.
GGA = MK
PARAM1 = 0.1234
PARAM2 = 1.0000
LUSE_VDW = .TRUE.
AGGAC = 0.0000

#Strategy C:
LUSE_VDW = .TRUE.
GGA = BO
PARAM1 = 0.1833333333
PARAM2 = 0.2200000000
LUSE_VDW = .TRUE.
AGGAC = 0.0000

Para una interacción entre capas más sólida, debe utilizar el método scan + rvv10 (VASP 5.4.4 o una versión más reciente):

METAGGA = SCAN
LASPH = T
ADDGRID = T
LUSE_VDW = T
BPARAM = 15.7

Además, si POSCAR contiene muchos átomos con estructura de n capas, más grande que 10, debe agregar:

 LREAL=auto.

Que te ayude.

8 Wychh Aug 18 2020 at 15:23

Recomiendo encarecidamente la lectura: Creación y convergencia eficientes de losas de superficie.

La siguiente respuesta asumirá un nivel razonable de conocimiento de VASP (donde las palabras clave se pueden buscar en la wiki de VASP ).

La mejor forma de optimizar una monocapa o superficie en VASP es la siguiente:

  • Primero, optimice su estructura a granel. Esto le dará una estimación razonable.
  • A partir de la estructura a granel optimizada, forme su monocapa o superficie. Hay muchos códigos que pueden hacer esto por usted. Recomiendo pymatgen.
  • Introduzca una capa de vacío de unos 15 A para limitar las interacciones entre imágenes periódicas.
  • Ahora tendrá que ejecutar el mismo INCARarchivo que utilizó para optimizar su estructura mayor con la diferencia: ISIF = 2.
  • También debe cambiar su KPOINTarchivo a k k 1; donde k es igual al número de puntos utilizados para optimizar su estructura de volumen y 1 se establece en la dirección del vacío.

La relajación iónica de su INCARarchivo debe tomar la forma:

IBRION = 2
NSW = 200
EDIFFG = -1E-02
ISIF = 2

Su KPOINTarchivo debería verse así:

Automatic mesh
0
Gamma
  k   k   1
  0.  0.  0.

Nota: Esta es una malla centrada en gamma, que a menudo es ventajosa. Si está haciendo algún tipo de cálculo de superficie, también recomiendo el uso de la función revisada para sólidos PBE (PBEsol). Se ha demostrado que esto da mejores resultados que PBE y otras funciones GGA.

Si desea lidiar con el magnetismo, entonces esto es mucho más difícil con algunas trampas. Para entender estos errores, recomendaría hacer esto como una pregunta separada. Sin embargo, el artículo 'Cálculos relativistas no colineales de DFT + U de superficies de dióxido de actínidos' ofrece una explicación detallada.