VASP四大输入文件——INCAR

本

INCAR 告诉VASP计算什么，怎么计算，控制收敛精度，这里介绍INCAR中主要的一些输入参数的设置

SYSTEM

• 注释所计算的体系，以示说明，可以省略不写;
• 一旦写了不可写错，比如说写成了 YSTEM，那么可能计算出的能量全是正值

NWRITE

• 决定OUTCAR的输出内容的详细程度,默认值是2
• 一般计算的时候不要把NWRITE设成0，尤其是计算过渡态的时候，因为此时OUTCAR中会没有每个离子步的原子受力

ISTART

• 初始化波函数,默认参数0,1，0代表随机生成波函数
• 1 代表从WAVECAR读取波函数，根据新的shape和ENCUT来设置平面波基组，计算BAND的时候会用到
• 2从WAVECAR读取波函数，但使用相同的基组，体积改变时会产生Pulay stress，但是体积形状驰豫的时候应选2
• 3在2的基础上从TMPCAR读取前两部离子位置和波函数并继续，不推荐用；

ICHARG

• 可赋予值0 1 2,11,12，决定如何构造初始的电荷密度
• 0表示从初始的波函数构造,若ISTART=0，则ICHARG默认值是2
• 1表示读入CHGCAR，并同原子密度进行线性差值，如果计算突然中止，想要接着计算，可以设ICHARG=1
• 2表示构造原子密度
• 11表示读入自洽的CHGCAR，并进行非自洽的能带或者态密度计算，和前面的ISTART=1对应
• 12表示进行非自洽的原子密度计算，很少用

PREC

• 确定计算精度，可设为Low, Med, High, Normal, Single, Accurate
• 默认值Med, 一般Normal就够了，特殊情况另看

ISPIN

• 确认是否进行自旋极化的计算
• 默认值1，表示不进行自旋极化的计算
• 2表示进行自旋极化的计算，一般我们打开这个参数

MAGMON

• 使用这个参数ISPIN一定要等于2
• 原子初始磁矩，每个原子的默认值都是1
• 对于简单体系，MAGMON可以采用默认值
• 对于含有 d、f 电子的原子可设置较大的值（d 和 f 轨道最大磁矩为 5 和 7）
• 对于多个原子，MAGMON可设为，MAGMON=原子个数*初始磁矩，即N*mag, 注意 * 号前后不要有空格，原子个数和初始磁矩顺序不要颠倒，如果你知道体系初始磁矩是多少，那么可以设1.2倍或者1.5倍即可，如果不知道，可根据大体推测多少个未成对电子，未成对电子数*1.5倍即可

NUPDOWN

• ISPIN打开
• 体系自旋向上和向下的电子数之差
• 可赋予体系固定的磁矩
• 一般计算不用

LORBIT

• ISPIN打开，参数10， 11，最常用
• 总态密度轨道投影
• 10表示投影到s p d f...轨道
• 11表示投影到s, px, py, pz, dx2....轨道
• 一般我们从OSZICAR的mag确定磁矩，但是看不到具体的磁矩，可以打开OUTCAR末尾，看到每个原子的磁矩贡献

NEDOS

• 态密度数据点个数，计算态密度才打开，平时计算不设
• 一般取1000~3000即可，不可过大，不然vasprun.xml过大，也没必要

NELECT

• 体系的总电子数，一般不设
• 体系加减电子时，可以设置

NCORE

• 并行计算单个轨道所用的核心数量，设置恰当可以大大缩短计算时间
• 并行计算单个轨道所用的核心数量
• 与硬件和 VASP 编译有关，与计算体系无关
• 建议：NCORE = 单个节点核数 / 2，运行最省时间，但是还是需要测试

NBANDS

• 总能带数量
• 计算光学性质（LOPTICS=.T.）时设置为默认值 3∼4 倍

ENCUT

• 平面波截断能，单位eV，默认值从POTCAR中读入，一般为 POTCAR 中 ENMAX 参数值的 1.0 到 1.3 倍
• 但是ENCUT我们一般设为400就够了，设置参数越大，计算时间越久，越耗时

ALGO

• 电子波函数优化算法,有Normal， Very_Fast, Fast
• N：表示DAV 算法，收敛性好，速度慢，IALGO=38
• V：表示RMM 算法，收敛性差，速度快（大约比 N 快 2∼3 倍），IALGO=48
• F：N和V算法结合，表现与V类似

IALGO

• 具体确定电子优化采用何种算法
• 默认值38，一般设置ALGO之后，IALGO就可以不设了

EDIFF

• 自洽循环收敛标准（系统能量变化），单位为 eV
• 一般设置为1E-4~1E-6

NELM

• 自洽循环最大计算步数，默认值60，如果超过了40步还没有收敛的话，推荐对IALGO、LDIAG和混合参数进行手动设置到合理的值

NELMIN

• 电子自洽迭代的最小步数。默认值为2
• 通常不需手动设置，在有些情况可以赋予更大数

AMIX

• 自洽循环中电荷密度混合时新电荷密度的含量
• 收敛不好时可降低数值

IBRION

• 离子位置优化算法,如果NSW=0/1，则默认值为1，否则为0，可赋予值-1,0,1,2,3,5
• -1表示原子不移动
• 0表示进行分子动力学计算，即MD，采用Verlet算法来积分原子的牛顿运动方程。通过POTIM来控制时间步长(单位是fs)。SMASS控制系综的 设置
• 1表示采用准牛顿算法来优化原子的位置
• 2表示采用共轭梯度算法来优化原子的位置
• 3表示采用最速下降算法来优化原子的位置
• 5表示用来计算Hessian矩阵和体系的振动频率

NSW

• 离子位置优化最大步数（IBRION=1、2）
• 分子动力学模拟步数（IBRION=0）

EDIFFG

• 离子位置优化收敛标准
• 正值为系统能量变化，负值为原子上残余力,一般我们设为负值，即力的收敛标准

ISIF

• 决定了是否计算应力以及如何对结构进行优化
• 2表示只优化原子位置，不优化晶胞大小
• 3表示原子位置，晶胞都优化
• 一般2 3用的比较多

NFREE

• 有限差分法取点个数
• 1：前向差分, 2：中心差分
• 当IBRION=5时，NFREE=2

POTIM

• 有限差分法步长,默认值 0.015 Å
• 当IBRION= 1, 2或3时，是力的一个缩放常数(相当于确定原子 每步移动的大小)，默认值为0.5。
• 当IBRION=0时，是MD的时间步长， 无默认值，必须手动设置

ISYM

• 确定是否根据体系的对称性进行计算
• 采用PAW势时，默认值为2。
• 若采用的超软赝势，则为1。
• 为0则表示不考虑体系的对称性进行计算，计算吸附的时候，一般关闭对称性，因为有可能会由于对称性，找不到局域最小点，即能量最低点

SYMPERC

• 确定了POSCAR中位置坐标所需要的精度以供考虑体系的对称性。默认值为1E-5,有的时候会出现报错，提示增加SYMPREC即可

IVDW

• DFT-D 范德华力修正方法
• 10: DFT-D2方法
• 11：DFT-D3方法

ISMEAR

• 轨道分数占据, 参数可设为：-5， 0, 1
• -5：四面体方法
• 0：高斯方法
• 1：MP方法
• 对于半导体和绝缘体体系，ISMEAR的值绝对不能大于0， 一般用0
• 金属体系一般用1，0亦可以
• 如果不知道用啥，ISMEAR=0,可以满足大部分的体系

SIGMA

• 展宽
• 如果用了ISMEAR = -5 ， 可以忽略
• 对于金属：ISMEAR = 1 或者0，非金属：ISMEAR = 0 的时候，一般取0.10 或者采用默认值 0.20 即可
• 对于气体分子，原子体系，ISMEAR = 0; SIGMA = 0.01（标配）

LCHARG

• 确定是否在CHGCAR和CHG中输出电荷密度，默认值为 .TRUE.，一般关闭，不要打开

LWAVE

• 确定是否在WAVECAR文件中输出波函数，默认值为 .TRUE.,一般关闭，不要打开

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