VASP-POTCAR(8)

2019-04-14 10:01

它们都有各自的长处.

在VASP4.6中看不到RF&GW,

ABINIT学习和使用起来, 尤其是其参数的设置是比VASP复杂的, 这也是其未被广泛使用的原因之一.

Abinit的一个主要的问题就是赝势不完善。对一个新手,在考虑选取赝势或构造赝势,会浪费很多时间。 相比较而言,VASP除了算法好之外,具有完善的赝势库,是其流行程度广的一个重要原因,现在发表的文章大部分都是是采用VASP来计算的。

很多人对vasp有偏差较大的认识,即在castep基础上发展起来的。一提到vasp,就说vasp跟castep差不多。。。是的,当初J. Hafner,把castep从MIT带到了维也纳,但其博士生G. Kresse等若干人员重写了,基本上连最核心的都没有用castep的了。而且那时候castep只有US 和NC 两种psuedopotential。稍微比较下现在的vasp和castep就会发现,castep没有GW,没有Wannier,没有HF,没有PAW。。。太多不同了!!!

vasp发展至今,GK居功至伟。除开早期GK对ab initio MD算法改进的努力,其对计算领域最大贡献无疑是在Bloechl的基础上发展的PAW方法,这是最重要的。这使得VASP不仅计算速度快,而且精度是abinit和pwscf没法比的。vasp的精度,比如磁性计算,很多可以跟FLAPW相比,并且计算速度比FLAPW快很多。这就是今天vasp占据这么多市场的最重要原因。abinit和pwscf的优势无疑是因为其免费,没经费的朋友最喜欢。个人认为pwscf是最方便入门的朋友读源程序的。vasp现在也很有优势,GK不但年轻,而且并没有安于现状,一直保持vasp的更新,最近其课题组正在努力实现LDA+DMFT。

何以ABINIT与PWSCF的精度无法和VASP相比????

ABINIT对PAW的支持虽然要晚于VASP,但是最近以来ABINIT的发展极其快速。特别是在PAW的应用上,在很多方面都以达到或者超越VASP了。PWSCF则是全面开花。

当然,毫不否认,ABINIT和PWSCF面临最大的问题就是一个完备的精确的PAW势库,而这点正是VASP最值得骄傲的地方,也是VASP使用的最为广泛的最直接最深刻的原因。

首先我想说的是每个人的认识不一定都是全面而正确的,交流可以纠正相互间的认识误区,谢谢你的交流。首先,我想你不会否认,pwscf在不同机器上的计算结果的差异有时候是比较大的,而vasp则不会偏离多少。其次,就精度而言,他们是没法超越vasp的,比如计算Mott绝缘体的gap。不知道你是否苟同?对于abinit和pwscf的应用功能方面,我承认他们比vasp强大,差距主要在vasp没有linear response theory和transport等。而vasp现在只有GK在弄,但他是paw最早发展和最大贡献者,对paw有着相当的掌握。而abinit和pwscf,因为他们是免费软件,大家都可以进行改进和拓展。因此,可以说他们是不同组的共同结晶。这一天体现了人多力量大。另外abinit的可读性比pwscf差老远,我最不喜欢它。

关于数值稳定性的问题应该不难解决。处理Mott绝缘体,需要的是对强关联的精确处理,

和所用的软件没多大关系吧。比如说CrO2这个经典的大难题,DFT的结果完全是错误的(理论的预言为mott绝缘体,实验结果是否定的),DFT+U和 DFT+HF貌似也不好,只有LDA+DMFT和QMC才给出了正确的结论,原因是Kondo效应(?),所以CrO2不是Mott绝缘体。

―DFT+HF‖是杂化泛函吧?杂化泛函的效果很大程度上取决于HF项的比例。对于强关联体系,DFT和HF一般是一个在实验值的正误差方向,一个在负误差方向,杂化泛函在两者之间,如果比例因子合适,就会得到符合实验的结果。不过这个因子是随体系而变的,可能有的体系0.1就足够,有的就要0.5。

如果DFT和HF恰好都在实验值的同一误差方向上,即都偏大或都偏小,那么杂化泛函就无法改善结果。不过我还没见过这类强关联体系的报道。

没错,二楼说的没错,在计算磁性方面,abinit的功能是稍微弱了点,我的同门中在算磁性的时候都选择用VASP做。

好像VASP也支持DFT+U,不过,老师建议一般不要加U,因为他的物理意义让人费解,有点凑数的感觉。

RF&GW方面,VASP是新加的功能,个人用简单体系对比过VASP和ABINIT,感觉结果差不多。

从两个软件的官方的说明书,找到了2个对比点。 (1)赝势

从计算参数设置的对比来看,VASP和Abinit两者的设置很相似,而且两者所采用的也都为基于第一性原理的赝势方法,最主要的区别在于VASP采用的赝势为经过反复检验的赝势,为科学计算提供了可靠的基础,而Abinit的赝势一般未经过系统的检验,存在计算的风险,计算的结果也不如VASP可靠。以下为Abinit官方网站对于其使用的赝势文件的说明:Use at own risk! Pseudopotentials should always be tested in well-known situations, before using them for predictions. (2)软件的稳定性

两者研究的内容基本一致,对比VASP和Abinit两者而言,VASP计算程序是公认的第一性研究专业软件,从VASP4.6到VASP5.2几乎用掉了10年的时间,可见其软件在做改进时的严谨程度。而Abinit作为一种开源软件,其更新速度快,一般1至3个月就会出新版本,但是作为开源软件,其往往存在许多未知的风险,比如说对比Abinit-6..03(发布于2010..4.3)和Abinit-6.02(发布于2010.3.1)两种版本,其官方的更新有如下说明:Compared to 6.0.2 or previous ABINITv5 versions , several bugs have been fixed. Most of them were rather innocuous. There is one exception, a nasty bug, in the routine dotprod_g, computing the scalar product between two wavefunctions Anyhow, it is strongly recommended that you switch from your current ABINIT version to this new 6.0.3 version。这往往会带来不必要的计算风险和计算资源的浪费。

我倒是觉得,运算效率倒是挺重要的,对比两种软件的运行效率,最主要的是看两者的并行计算,而目前所知,同时考虑计算效率和费用,VASP的最高并行CPU数可以达到64个,是现在主流计算软件中并行效率最好的软件之一,而Abinit没有经过专门的并行测试,但一些朋友反应其并行效率相较VASP要差些。

实例19

VASP和CASTEP的参数设置区别

请问大家:再用VASP计算的时候,K点应该怎么选取呢?我用CASTEP默认的那个设置算的,有的会提示说 VERY BAD NEWS! internal error in subroutine IBZKPT:

Tetrahedron method fails for NKPT<4. NKPT = 2:貌似是说我的K点设置的不合理吧,那我应该用什么办法选取K点呢?在文献上找不到跟我的模型一样的,没办法参考别人的。

第二个问题是计算能带结构的时候高对称点有应该怎么选取呢, 建立不同大小的超晶胞选用的截断能和高对称点应该一样吗?

我一直搞不清楚这个问题,就是VASP计算的时候选用的势函数、截断能可以按照CASTEP默认的来吗?我自己测试的截断能和CASTEP默认的怎么相差特别大呢?

\请问大家:再用VASP计算的时候,K点应该怎么选取呢?我用CASTEP默认的那个设置算的,有的会提示说 VERY BAD NEWS! internal error in subroutine IBZKPT:

Tetrahedron method fails for NKPT<4. NKPT = 2:貌似是说我的K点设置的不合理吧,那我应该用什么办法选取K点呢?在文献上找不到跟我的模型一样的,没办法参考别人的。

第二个问题是计算能带结构的时候高对称点有应该怎么选取呢, 建立不同大小的超晶胞选用的截断能和高对称点应该一样吗?

我一直搞不清楚这个问题,就是VASP计算的时候选用的势函数、截断能可以按照CASTEP默认的来吗?我自己测试的截断能和CASTEP默认的怎么相差特别大呢?\

1. VASP中采用Tetrahedron method 时,k点不能少于4个。解决方法:可以选ISMEAR=0;SIGMA=0.1

2. 计算能带时的高堆成点可用CASTEP提供的,即CASTEP计算能带时用的k特殊点。不同超晶胞选用的截断能不能一样啊,要不然超晶胞太大导致无法运算,不是吗

3. vasp计算的时候选用的势函数、截断能可以用CASTEP默认的来,但是不一定精确,所以一般还是要自己测试之后才用。以测试得到的结果为准。

谢谢你的回答,我还想在请问一下,你的意思就是说:VASP就直接采用CASTEP默认的K点吗?我看好多人用的跟默认的还不一样,这是怎么选的呢?

还有就是赝势的测试是怎么测试的呢?我知道截断能有测试的脚本,那K点和赝势的有测试脚本什么的吗?谢谢你

K 点测试按照 1/a ×1/b×1/c 的比例 逐渐增大,直到总能变化小于 1 meV/atom 为止。

赝势测试一般通过拟合晶胞参数,误差在2%以内就可以了

vasp 是否采用CASTEP的k点选择主要看自己了。对于计算能带来说,只要取到所有特殊k点就行。castep的方案可以用也可以不用,至少castep的方案没有问题。至于其他的计算(比如计算态密度),k点选择一般是要自己测试的。

赝势测试指的是采用不同的赝势计算晶体(或者团簇之类),看计算得到的晶格与实验值偏差,比如采用PAW_LDA计算的晶格常数比实验值低10%,采用PAW_GGA计算得到的晶格常数比实验值高2%,那么就用PAW_GGA赝势。

不知道你优化晶格常数是用CASTEP还是VASP,但无论用哪种软件,关键看你的优化方法。如果不同赝势优化结果一样而且和MS倒出来的一样,那么基本可以肯定你没有对晶格进行优化。或者说是因为没有选择合适的优化算法或者优化方法。

要是我想往结构里面加入其他元素,这个加入的元素的赝势应该怎么选择呢? X_SV X_PV这些怎么确定呢

实例20

split_dos分出来的 s p d DOS和赝势有什么关系呢?

我想问一下,split_dos分出来的 s p d DOS和赝势有什么关系呢?比如V的pv_PAWPBE赝势:

PAW_PBE V_pv 07Sep2000 11.0000000000000000

parameters from PSCTR are: VRHFIN =V: p6 d4 s1

最后分出来的 s p d DOS分别代表哪个轨道上的DOS呢?

价电子轨道 与内核电子无关

多谢!!!也就是说split_dos分出来的s p d只是赝势考虑的价电子了?对于V来说 VRHFIN =V: p6 d4 s1

的s p d就是上面的了吗?

VRHFIN后面的表示构造赝势时的电子组态。 就如你的例子而言,将3p轨道的电子(半芯态的)也被考虑做价电子来处理了。计算的态密度是也对3p原子轨道进行了投影,这些一点在所画出的p轨道分波态密图上可以可以看到,3p电子在很低能的部分会有很尖锐的峰。

实例21

看看别人仅用VASP做DOS计算发好文章(两篇PRL)

第一篇:2009年的,提出金属-非金属共掺杂提高TiO2光解水能力的DFT证据。

上面这段文字中的charge-compensated donnor-acceptor是什么意思?在这篇文章中N-V(Nb)配对,N相对TiO2中的O缺1个电子,V相对Ti多一个电子;C-Cr(Mo)配对,前者相对O少两个电子,后者相对Ti多两个电子。非金属掺杂元素所少的电子数正式过渡金属掺杂原子所多出的电子数,这就是所谓的charge-compesated donnor-acceptor? 文中把这种成对掺杂称为passivated codoping,直接翻译为―钝化共掺杂‖,这个概念怎么理解?常说的charge compensated effect 是什么?

上面这段文字中作者们计算过渡金属dns0组态的d轨道本征值。这个是怎么做的?这篇文章是用VASP算的,VASP有这个功能吗?这个与对PDOS的d轨道部分做数值积分应该是一样的吧?

第二篇:2011年的,提出非金属掺杂TiO2形成双holes耦合调控TiO2带隙宽度的DFT证据。这篇文章实际上做的不是DOS计算,而是能带和吸收光谱计算。

比较这篇文章的Fig 1和Fig3,可以看到作者把间隙态清晰的在能带结构中做了标示。每条能带最多可以填充两个电子。Fig 3a中的a1态是半充满的,e的两条能带是全充满的。而Fig 3b中两条ea带是全充满的。这里提供了一个分析和指认能带归属范例。但是Fig 3没有给出费米能级。我猜Fig 3a中费米能级通过a1,Fig 3b和c中费米能级在ea与导带之间。


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