实例1
VASP赝势文件POTCAR详解 VASP赝势文件POTCAR详解
POTCAR 赝势文件
可以理解为分子力学模拟中的力场文件 但包括的信息更多 VASP4.6将各元素优化的INCAR里的参数也包括在这里了,作为支持PREC的缺省选择 通常各元素的POTCAR已经包括在软件包里了
我们只需要按照POSCAR里的顺序,将各元素的POTCAR按顺序连接起来就可以了 如以下命令:
cat file1 file2 file3 > POTCAR
软件包自带的绝大多数赝势是超软赝势(US-PP)了,但不少元素有两个版本,如何 选取呢?
一个简单的办法是看后缀
标准的没有后缀 _h 硬一点 _s 软一点
_pv,_sv,_d 就是说semi-core的p,s或者d也当做价态处理了 如果是数字的话,表示的可能是不同的半径截距
也可以参考各版本同目录下的V_RHFIN file ,PSCTR file 这两个文件告知该版本的赝势是如何生成的。比如: V_RHFIN file Sc: 6p d2 s1
8 21. .002000 44.95590 125. .25E-05 .300 200FCA 12.00000 .7 1.0 0
1.0 .0 .5 -320.8847 2.0000 2.0 .0 .5 -34.4217 2.0000 2.0 1.0 1.5 -28.2366 6.0000 3.0 .0 .5 -3.7944 2.0000 3.0 1.0 1.5 -2.2591 6.0000 3.0 2.0 2.5 -.1113 2.0000 4.0 .0 .5 -.2699 1.0000 4.0 3.0 2.5 -.1000 .0000
第一行是注释行 给出基本的信息 第二行是最重要的控制行
8 21. .00 2000 44.95590 125. .25E-05 .300 200 F CA 12.00000 J Z XION N AM H DELRVR PHI NC1 | CH QCOR |
GREEN
J - 轨道数 Z - 原子序数 XION - 离子化程度 一般设为0 N - 格点数
AM - 原子质量 H - 决定格点间距 DELRVR - 自洽收敛标准
PHI - 线性拟合参数 NC1 - 最大自洽循环次数 GREEN - 是否存在初始的势 CH - 交换相关能(XC)类型 Slater-XC
HL Hedin Lundquist (1971)
CA Ceperly and Alder parameterized by J.Perdew and Zunger WI Wigner interpolation PB Perdew -Becke PW Perdew -Wang 86 LM Langreth-Mehl-Hu 91 Perdew -Wang 91
QCOR - 非价键电子数(core electrons) 第三行开始是每个轨道的具体参数,依次为 n l j(=l±1/2) 原子轨道能 占有率
PSCTR file of LDA/H1.25 TITEL = US H
LULTRA = T use ultrasoft PP ?
RWIGS = 0.57 nn distance ! Wigner-Seitz radius
RCLOC = .65 NE = 100
LCOR = .TRUE. QCUT = -1
RMAX = 3.0 ! core radius for proj-oper
Description
l E TYP RCUT TYP RCUT(cutoff radius) 0 0 15 0.80 23 1.25 0 0.5 15 0.80 23 1.25 1 -0.2 15 0.80 23 1.25
最重要的地方上面已经用颜色标出来啦:)
说明一下,TYP是指赝势的类型,RCUT是半径截距,TYP可取的值如下: 正则 1 BHS 2 TM 3 VAN 6 XNC
7 RRKJ wave function possibly with node 15 RRKJ wave function strictly no node 非正则 +8
最后一个问题是LDA or GGA。貌似没有定论目前。
这个最好是两个一起做做看啦。或者看文献别人验证过哪个数据好。
其实据说目前最好的是PAW(P.E.Blochl,Phys.Rev.B 50,17953(1994).,Phys.Rev.B 59,1758(1999).)。
实例2
vasp赝势库中镧系元素有后缀“_3”或是“_2”的是什么意思?
例如:Gd 和 Gd_3的赝势有何区别,打开看了之后发现前者价电子数是18个,这个好理解就是:5s^2,5p^6,4f^7, 5d^1, 6s^2;
可是Gd_3只有9个价电子。这是哪9个呢?
Gd_3 应该是 5p^6, 5d^1, 6s^2;把f电子放入核内处理。
这边f电子不是满壳层,直接放到芯态处理有没有问题呢?
由于f电子非常局域,所以可以认为不参与成键
对于Gd来说,f电子恰好半满。所以把f电子作为价电子处理的赝势还是蛮好的(类似还有Lu,全满)。(相对其他的4f元素来说)。
至于把f电子作为芯内处理,是以前对4f元素的通用做法。计算结果挺好。
关键还是要看具体研究的问题
常用的做法是:用两种赝势测试一下对自己所关心的问题的影响情况。在影响不大的情况下,选用不含4f电子的赝势。一来减少计算量,二来避免DFT对4f电子的处理。
实例3
讨论使用vasp超软赝势参数生成pwscf超软赝势文件的可行性
如题,我很久以前就有这样一个想法,大家都知道vasp计算结果可靠性很大程度取决于其优秀的POTCAR文件,既然同样都是采用USPP,如果它们采用同样的USPP方法,可否参考或采用VASP的产生赝势参数(USPP,not PAW)来生成Pwscf超软赝势文件或者PAW势文件?其赝势质量是否有保证?大家讨论一些可行性。
问题是VASP的产生赝势参数不是公开的
人觉得可行还是有的,但道路还是曲折的
vasp的赝势有,源代码也有,采用的是与pwscf相近的方法,细节上似乎有一点不同。 可能也就是可能,通过部分修改pwscf的赝势读取函数,使其读取vasp的赝势。个人觉得主要工作可能是做单位的转换。
看看这个:)
http://emuch.net/bbs/viewthread.php?tid=2103905
VASP 赝势的格式比较特殊,所以只能参考其中的一些参数,是不能直接转换的,PWSCF和CASTEP倒是有这个可能。
VASP的赝势也不是特优的,看一下面的这篇文献:
Phys. Rev. B 79, 174107 (2009)
Ground state structure of BaZrO3: A comparative first-principles study http://prb.aps.org/abstract/PRB/v79/i17/e174107
实例4
vasp 关于赝势检测
大家好,我想请教关于赝势检测的问题。我用5种赝势对标准元素(如,Mg,而不是Mg_h,Mg_s)进行检测,按教程上说在1mev~10mev之间比较好,那么是不是这个值在1mev~10mev之间越小的越好吗。还有如果这个赝势我确定了后,是不是也说明对于像mg_s,Mg_h,之类的,这个势也是最好的,非常感谢!
但是问题是有的势算的能量在1meV~10meV之间,有的在0~1meV,有的大于10meV,应该要从里面选个好的吧,不然5个里面一般选哪个,难道是体材用LDA,atom、molecular用GGA?金属的用LDA吗,非常感谢!
所有的赝势的最终目标是描述构成的材料的能量而不是这个原子的能量,只要能够正确的描述体系的大部分性质,那么这个赝势就是可靠的。你的分析应该以来于这些材料的能量。 这些赝势都是尽可能算出来的能量小,有些大有些小,目的或者说原因都是为了能解释一些基本的性质。
VASP组在推出这些势的时候都是做了大量的验证,所以对于不同的体系采用不同的赝势,根据的是你的计算能力、体系的特点来决定,而没有绝对的那个好那个不好
实例5
【转】POTCAR和vasp能量意义
哎,应该有一个blog的,可以收藏一些自己找的资源.
POTCAR将要告诉vasp计算的系统中所包含的各种元素的赝势pesudopotential,vasp本身就带有比较完善的赝势包,我们需要做的就是选择我们需要具体哪种赝势,然后把相应的文件拷贝形成我们具体的POTCAR文件。我们以GaAs为例。 1.赝势的选择:
vasp的赝势文件放在目录 ~/vasp/potentials 下,可以看到该目录又包含五个子目录 pot pot_GGA potpaw potpaw_GGA potpaw_PBE ,其中每一个子目录对应一种赝势形式。 赝势按产生方法可以分为PP (standard pesudopotential,其中大部分是USPP, ultrasoft pesudopotential) 和 PAW (projector augmented wave method)。按交换关联函数的不同又可以有 LDA (local density approximation) 和 GGA (generalized gradient approximation),其中GGA之下又可以再分为PW91和PBE。
以上各个目录对应起来分别是 pot ==> PP, LDA ; pot_GGA ==> PP, GGA ; potpaw ==>
PAW, LDA ; potpaw_GGA ==> PAW, GGA, PW91 ; potpaw_PBE ==> PAW , GGA, PBE。选择某个目录进去,我们还会发现对应每种元素往往还会有多种赝势存在。这是因为根据对截断能量的选取不同还可以分为 Ga,Ga_s,Ga_h,或者根据半芯态的不同还可以分为Ga,Ga_sv,Ga_pv的不同。
一般推荐选取PAW_PBE。其中各个元素具体推荐哪种形式的赝势可以参考vasp workshop中有关赝势部分的ppt。当然自己能测试之后在选择是最好不过的了,以后再聊。 2.POTCAR的建立: 选好哪一种赝势之后,进入对应的目录,你会看到里边有这么几个文件,POTCAR.Z PSCTR.Z V_RHFIN.Z WS_FTP.LOG 。我们需要的是第一个。把它解压,如 zcat POTCAR.Z > Ga 。对As元素我们也可以类似得到一个As文件。用 cp 命令或者 mv 命令把这两个文件都移到我们的工作目录里。然后再用 cat 命令把这两个文件合并在一起,如 cat Ga As > POTCAR ,这样就得到了我们需要的POTCAR。同理,有多个元素的POTCAR也可以这样产生。这里需要注意的是,记住元素的排列顺序,以后在POSCAR里各个元素的排列就是按着这里来的。
3.POTCAR里的信息:
如果你想看POTCAR长什么样,可以用 vim POTCAR 命令,进去后可以用上下键移动光标。想出来的时候,可以敲入:q!就可以。具体的vim的命令可以在网上查到。一般我会看POTCAR里的截断能量为多大,用 grep -in \。
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据说B3LYP的赝势计算比较准,我在MS上面测试过,好像DOS和能带图的计算确实比较准。不过不知道vasp有没有类似的赝势包。
hybrid functional的计算,并不需要特定的hybrid functional 的赝势。大部分就是基于GGA-PBE的赝势来做,也就是芯电子与价电子的交换关联作用,以及芯电子与芯电子的交换关联作用还是基于GGA-PBE的,只是将价电子与价电子的交换关联作用通过hybrid functional交换关联来描述。
谢谢老师的解答。那具体操作是不是像网上写的那样,使用GGA的赝势,设置GGA = B3,然后更改 POTCAR里面的LEXCH =B3就行了。我试过了,可以跑,不过结果没做详细的分析。
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VASP是使用赝势和平面波基组,进行从头量子力学分子动力学计算的软件包,它基于CASTEP 1989版开发。VAMP/VASP中的方法基于有限温度下的局域密度近似(用自由能作为变量)以及对每一MD步骤用有效矩阵对角方案和有效Pulay混 合求解瞬时电子基态。这些技术可以避免原始的Car-Parrinello方法存在的一切问题,而后者是基于电子、离子运