Ottimizzazione della geometria per n-layer in VASP

Aug 17 2020

Qual è il modo migliore per ottimizzare la geometria monostrato in VASP? Lo stesso metodo dovrebbe essere usato per un n-layer (n = 2,3,4,5)?

Risposte

4 Jack Aug 17 2020 at 11:54

Qual è il modo migliore per ottimizzare la geometria monostrato in VASP?

Per l'ottimizzazione geometrica del monostrato in VASP, è necessario utilizzare i seguenti tag chiave:

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

Puoi cercare la spiegazione per ogni tag in VASPWIKI . Per completezza, fornisco un modello INCAR per l'ottimizzazione geometrica in 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

Presumo che tu possa generare file POTCAR e KPOINTS (vedi un'altra risposta) per il tuo calcolo. Nota che la costante reticolare in POSCAR del tuo monostrato dovrebbe prendere la costante reticolare sperimentale, se esiste. Oppure puoi prendere la strategia dell'altra risposta. Dopo che tutti questi file di input sono stati preparati, è possibile eseguire il calcolo.

Lo stesso metodo dovrebbe essere usato per un n-layer (n = 2,3,4,5)?

Quasi puoi usare i tag precedenti. Tuttavia, è necessario aggiungere un altro tag per considerare l'interazione di van der Waals tra i livelli, che è importante per la simulazione di materiali 2D a n strati. Ci sono tre strategie principali per considerare l'interazione di 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

Per un'interazione tra gli strati più forte, è necessario utilizzare il metodo scan + rvv10 (VASP 5.4.4 o versione più recente):

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

Inoltre, se POSCAR contiene molti atomi con struttura a n strati, maggiore di 10, dovresti aggiungere:

 LREAL=auto.

Possa essere d'aiuto.

8 Wychh Aug 18 2020 at 15:23

Consiglio vivamente di leggere: Creazione efficiente e convergenza di lastre di superficie

La risposta seguente presupporrà un livello ragionevole di conoscenza di VASP (dove le parole chiave possono essere cercate nel wiki di VASP ).

Il modo migliore per ottimizzare un monostrato o una superficie in VASP segue:

  • Innanzitutto, ottimizza la tua struttura collettiva. Questo ti darà una stima ragionevole.
  • Dalla struttura in massa ottimizzata, forma il tuo monostrato o superficie. Ci sono molti codici che possono farlo per te. Mi raccomando pymatgen.
  • Introdurre uno strato di vuoto di circa 15 A, per limitare le interazioni tra le immagini periodiche.
  • A questo punto vuole eseguire lo stesso INCARfile utilizzato per ottimizzare la struttura di massa con la differenza: ISIF = 2.
  • Dovresti anche cambiare il tuo KPOINTfile in k k 1; dove k è uguale al numero di punti utilizzati per ottimizzare la struttura di massa e 1 è impostato nella direzione del vuoto.

Il rilassamento ionico del tuo INCARfile dovrebbe assumere la forma:

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

Il tuo KPOINTfile dovrebbe avere il seguente aspetto:

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

Nota: questa è una mesh centrata sulla gamma, che è spesso vantaggiosa. Se stai eseguendo qualsiasi tipo di calcolo della superficie, ti consiglio anche l'uso del funzionale PBE (PBEsol) rivisto per i solidi. È stato dimostrato che ciò fornisce risultati migliori rispetto al PBE e ad altri funzionali GGA.

Se desideri affrontare il magnetismo, questo è molto più difficile con alcune insidie. Per comprendere queste insidie, consiglierei di porre questa domanda come domanda separata. Tuttavia, il documento "Noncollinear Relativistic DFT + U Calculations of Actinide Dioxide Surfaces" offre una spiegazione dettagliata.