Pengoptimalan geometri untuk n-layer di VASP

Aug 17 2020

Apa cara terbaik untuk mengoptimalkan geometri lapisan tunggal di VASP? Haruskah metode yang sama digunakan untuk lapisan-n (n = 2,3,4,5)?

Jawaban

4 Jack Aug 17 2020 at 11:54

Apa cara terbaik untuk mengoptimalkan geometri lapisan tunggal di VASP?

Untuk pengoptimalan geometris lapisan tunggal di VASP, Anda harus menggunakan tag kunci berikut:

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

Anda bisa mencari penjelasan untuk setiap tag di VASPWIKI . Untuk kelengkapan, saya memberikan template INCAR untuk pengoptimalan geometrik di 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

Saya berasumsi bahwa Anda dapat menghasilkan file POTCAR dan KPOINTS (lihat jawaban lain) untuk perhitungan Anda. Perhatikan bahwa konstanta kisi dalam POSCAR monolayer Anda harus menggunakan konstanta kisi eksperimental jika ada. Atau Anda dapat mengambil strategi jawaban lain. Setelah semua file masukan ini disiapkan, Anda dapat melakukan perhitungan Anda.

Haruskah metode yang sama digunakan untuk lapisan-n (n = 2,3,4,5)?

Hampir Anda dapat menggunakan tag sebelumnya. Namun, Anda harus menambahkan satu tag lagi untuk mempertimbangkan interaksi van der Waals antar lapisan, yang penting untuk simulasi materi 2D lapisan-n. Ada tiga strategi utama untuk mempertimbangkan interaksi 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

Untuk interaksi antar lapisan yang lebih kuat, Anda harus menggunakan metode scan + rvv10 (VASP 5.4.4 atau versi yang lebih baru):

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

Sebagai tambahan, jika Anda POSCAR mengandung banyak atom dengan struktur n-layer, lebih besar dari 10, Anda harus menambahkan:

 LREAL=auto.

Semoga membantu.

8 Wychh Aug 18 2020 at 15:23

Saya sangat merekomendasikan membaca: Pembuatan dan konvergensi pelat permukaan yang efisien

Jawaban berikut akan mengasumsikan tingkat pengetahuan VASP yang wajar (di mana kata kunci dapat dilihat di wiki VASP ).

Cara terbaik untuk mengoptimalkan lapisan tunggal atau permukaan di VASP sebagai berikut:

  • Pertama, optimalkan struktur massal Anda. Ini akan memberi Anda perkiraan yang masuk akal.
  • Dari struktur massal yang dioptimalkan, bentuk lapisan tunggal atau permukaan Anda. Ada banyak kode yang dapat melakukan ini untuk Anda. Saya sarankan pymatgen.
  • Perkenalkan lapisan vakum sekitar 15 A, untuk membatasi interaksi antara gambar periodik.
  • Anda sekarang akan ingin menjalankan yang sama INCARfile yang digunakan untuk mengoptimalkan struktur massal Anda dengan perbedaan: ISIF = 2.
  • Anda juga harus mengubah KPOINTfile Anda menjadi k k 1; di mana k sama dengan jumlah titik yang digunakan untuk mengoptimalkan struktur curah Anda dan 1 diatur ke arah vakum.

Relaksasi ionik INCARfile Anda harus berupa:

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

KPOINTFile Anda akan terlihat seperti:

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

Catatan: Ini adalah mesh berpusat gamma, yang sering kali menguntungkan. Jika Anda melakukan perhitungan permukaan apa pun, saya juga merekomendasikan penggunaan fungsi PBE padatan (PBEsol) yang direvisi. Ini telah terbukti memberikan hasil yang lebih baik daripada PBE dan fungsi GGA lainnya.

Jika Anda ingin berurusan dengan magnet, maka ini jauh lebih sulit dengan beberapa jebakan. Untuk memahami jebakan ini, saya sarankan menanyakan ini sebagai pertanyaan terpisah. Namun, makalah 'Kalkulasi DFT + U Relativistik Nonkolinear Permukaan Aktinida Dioksida' menawarkan penjelasan rinci.