Optimisation de la géométrie pour n couches dans VASP

Question

Quelle est la meilleure façon d'optimiser la géométrie monocouche dans VASP? Doit-on utiliser la même méthode pour une couche n (n = 2,3,4,5)?

Answer 1

Quelle est la meilleure façon d'optimiser la géométrie monocouche dans VASP?

Pour l'optimisation géométrique de la monocouche dans VASP, vous devez utiliser les balises clés suivantes:

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

Vous pouvez rechercher l'explication de chaque balise dans VASPWIKI . Pour être complet, je donne un modèle INCAR pour l'optimisation géométrique dans 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

Je suppose que vous pouvez générer des fichiers POTCAR et KPOINTS (voir une autre réponse) pour votre calcul. Notez que la constante de réseau dans POSCAR de votre monocouche doit prendre la constante de réseau expérimentale si elle existe. Ou vous pouvez prendre la stratégie de l'autre réponse. Une fois tous ces fichiers d'entrée préparés, vous pouvez effectuer votre calcul.

Doit-on utiliser la même méthode pour une couche n (n = 2,3,4,5)?

Presque vous pouvez utiliser les balises précédentes. Cependant, vous devez ajouter une autre balise pour prendre en compte l'interaction de van der Waals entre les couches, ce qui est important pour la simulation de matériaux 2D à n couches. Il existe trois stratégies principales pour considérer l'interaction 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

Pour une interaction intercouche plus forte, vous devez utiliser la méthode scan + rvv10 (VASP 5.4.4 ou version plus récente):

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

De plus, si votre POSCAR contient beaucoup d'atomes avec une structure à n couches, supérieure à 10, vous devez ajouter:

 LREAL=auto.

Que cela aide.

Answer 2

Je recommande vivement la lecture: Création et convergence efficaces des dalles de surface

La réponse suivante supposera un niveau raisonnable de connaissances VASP (où les mots-clés peuvent être recherchés sur le wiki VASP ).

La meilleure façon d'optimiser une monocouche ou une surface dans VASP est la suivante:

• Tout d'abord, optimisez votre structure en vrac. Cela vous donnera une estimation raisonnable.
• À partir de la structure en vrac optimisée, formez votre monocouche ou votre surface. Il existe de nombreux codes qui peuvent le faire pour vous. Je recommande pymatgen.
• Introduire une couche de vide d'environ 15 A, pour limiter les interactions entre les images périodiques.
• Vous voulez maintenant exécuter le même INCARfichier que vous avez utilisé pour optimiser votre structure en vrac avec la différence: ISIF = 2.
• Vous devez également modifier votre KPOINTfichier en k k 1; où k est égal au nombre de points utilisés pour optimiser votre structure en vrac et 1 est défini dans la direction du vide.

La relaxation ionique de votre INCARfichier doit prendre la forme:

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

Votre KPOINTfichier doit ressembler à:

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

Remarque: il s'agit d'un maillage centré gamma, ce qui est souvent avantageux. Si vous effectuez des calculs de surface, je recommande également l'utilisation de la fonction révisée pour les solides PBE (PBEsol). Il a été prouvé que cela donne de meilleurs résultats que le PBE et d'autres fonctionnels GGA.

Si vous souhaitez gérer le magnétisme, alors c'est beaucoup plus difficile avec quelques écueils. Pour comprendre ces pièges, je recommanderais de poser cette question séparément. Cependant, l'article «Calculs DFT + U relativistes non collinéaires des surfaces de dioxyde d'actinide» offre une explication détaillée.