Otimização de geometria para n-camadas no VASP
Qual é a melhor maneira de otimizar a geometria de monocamada no VASP? O mesmo método deve ser usado para uma camada n (n = 2,3,4,5)?
Respostas
Qual é a melhor maneira de otimizar a geometria de monocamada no VASP?
Para a otimização geométrica da monocamada no VASP, você deve usar as seguintes palavras-chave:
ISIF=4 % or 2 or firstly using 4 then 2
IBRION=2
NSW=300
EDIFFG=-0.005
Você pode pesquisar a explicação de cada tag em VASPWIKI . Para completar, apresento um modelo INCAR para otimização geométrica no 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 que você possa gerar arquivos POTCAR e KPOINTS (veja outra resposta) para o seu cálculo. Observe que a constante de rede em POSCAR de sua monocamada deve assumir a constante de rede experimental, se existir. Ou você pode seguir a estratégia da outra resposta. Depois que todos esses arquivos de entrada estiverem preparados, você pode realizar seus cálculos.
O mesmo método deve ser usado para uma camada n (n = 2,3,4,5)?
Quase você pode usar as tags anteriores. No entanto, você deve adicionar mais uma tag para considerar a interação de van der Waals entre as camadas, o que é importante para a simulação de materiais 2D de n camadas. Existem três estratégias principais para considerar a interação 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 uma interação mais forte entre as camadas, você deve usar o método scan + rvv10 (VASP 5.4.4 ou versão mais recente):
METAGGA = SCAN
LASPH = T
ADDGRID = T
LUSE_VDW = T
BPARAM = 15.7
Além disso, se o POSCAR contém muitos átomos com estrutura de n camadas, maior que 10, você deve adicionar:
LREAL=auto.
Que ajude.
Eu recomendo fortemente a leitura: Criação eficiente e convergência de lajes de superfície
A seguinte resposta assumirá um nível razoável de conhecimento VASP (onde as palavras-chave podem ser encontradas no wiki VASP ).
A melhor maneira de otimizar uma monocamada ou superfície em VASP é a seguinte:
- Primeiro, otimize sua estrutura em massa. Isso lhe dará uma estimativa razoável.
- A partir da estrutura de massa otimizada, forme sua monocamada ou superfície. Existem muitos códigos que podem fazer isso por você. Eu recomendo
pymatgen
. - Introduza uma camada de vácuo de cerca de 15 A, para limitar as interações entre as imagens periódicas.
- Agora você deseja executar o mesmo
INCAR
arquivo usado para otimizar a sua estrutura em massa com a diferença:ISIF = 2
. - Você também deve alterar seu
KPOINT
arquivo parak k 1
; onde k é igual ao número de pontos usados para otimizar sua estrutura em massa e 1 é definido na direção do vácuo.
O relaxamento iônico de seu INCAR
arquivo deve assumir a forma:
IBRION = 2
NSW = 200
EDIFFG = -1E-02
ISIF = 2
Seu KPOINT
arquivo deve ser semelhante a:
Automatic mesh
0
Gamma
k k 1
0. 0. 0.
Nota: Esta é uma malha centrada em gama, o que geralmente é vantajoso. Se você estiver fazendo qualquer tipo de cálculo de superfície, também recomendo o uso do funcional PBE revisado para sólidos (PBEsol). Provou-se que isso dá melhores resultados do que PBE e outros funcionais GGA.
Se você deseja lidar com o magnetismo, isso é muito mais difícil com algumas armadilhas. Para entender essas armadilhas, eu recomendaria fazer isso como uma pergunta separada. No entanto, o artigo 'Cálculos relativísticos não colineares DFT + U de superfícies de dióxido de actinídeo' oferece uma explicação detalhada.