技術標籤：vasp手冊vasp贗勢檔案

1 基本計算流程和概念

1.1 電子自洽迴圈

1.2 結構優化

1.3 贗勢

當電子比較靠近原子核時，其勢場是發散的，這就導致真實的波函式是震盪的，此時，KS方程的求解便十分的麻煩(收斂速度很慢甚至不收斂)，因此便引入贗勢概念，即價電子部分勢場是真實的，但原子內層勢場用假的勢場進行代替，因為其對原子化學性質並不影響。這就使得贗波函式的收斂性更強，也是為了計算收斂更快。

2 輸入檔案

(1) INCAR

VASP的核心輸入檔案，也是最為複雜的輸入檔案，它決定了VASP需要算什麼，以什麼樣的精度計算等關鍵資訊。 INCAR包含大量的引數，每一個引數都有預設值。

(2) POSCAR

這個檔案包含元胞的原子座標資訊，還可以有初始速度等資訊。

(3) KPOINTS

這個檔案包含倒易空間 點網格的座標和權重。從VASP5.2.12開始，這個檔案可以預設，但需要在INCAR檔案中設定KSPACING和KGAMMA引數。KPOINTS檔案有多種格式，以適應不同的計算任務。

(4) POTCAR

超軟贗勢或者PAW勢函式檔案。VASP提供了元素週期表中幾乎所有元素的勢檔案。在計算含有多種元素的材料時，需要根據元素在POSCAR中出現的順序，把多個原子的POTCAAR檔案拼接在一起，生成一個晶體對應的POTCAR檔案。

• 例：用如下命令可以生成含有AI、C和H三種元素材料的POTCAR

cat ~/potcar/Al/POTCA ~/potcar/C/POTCAR ~/potcar/H/POTCAR > POTCAR

(5) STOPCAR

目的是使正在執行中的VSAP程式主動停止計算，輸出相應的檔案後退出。 STOPCAR非常簡單。

• 如果它包含“LSTOP=.TRUE.”，則VASP在下一次離子迴圈時停止；
• 如果它包含“LABORT=.TRUE”，則VASP在下一次電子自洽時停止。
• 停止之後可能會輸出電荷密度、波函式等檔案，但是在第二種情況下，電荷密度和波函式中可能並不是收斂的數值。
• 這個檔案的作用與直接殺死程式是不同的，後者是強制停止計算，VASP不能及時輸出相應的檔案。

3 輸出檔案

(1) OSZICAR和stdout

• 包含自洽計算中能量收斂等資訊。
• 通過這兩個檔案可以看到計算過程中能量的變化和收斂情況，以及一些出錯和警告資訊。
• 注意：stdout是指程式執行的螢幕輸出，並不是真正磁碟上的檔案。

(2) IBZKPT

• 由VASP自動生成，包含所有不等價k點的座標和權重以及可能的四面體連結情況，它的格式與KPOINTS檔案的格式是完全一樣的。

(3) CONTCAR

• 檔案格式與POSCAR一樣，包含每一次離子運動後新的晶體結構資訊。
• 如果是分子動力學計算，還包含離子速度等資訊。
• 在結構優化時，如果程式停止後並未到達預期精度，則可以將該檔案複製成POSCAR，並從這個新的POSCAR繼續結構優化。

(4) CHGCAR

• 電荷密度檔案，包含晶格向量，原子座標，總電荷密度以及PAW的單中心佔據情況等資訊。 該檔案既是輸出檔案(由LCHARG控制)，也可以是輸入檔案。
• 在計算能帶或者態密度時，需要讀入電荷密度進行非自洽計算。

(5) CHG

• 與CHGCAR類似的電荷密度檔案，但不包含PAW的單中心佔據資訊

(6) WAVECAR

• 波函式檔案，二進位制檔案，不能直接用文字編輯器直接開啟。
• 波函式檔案較大，可以通過(LWAVE)來控制輸出。
• 它可以作為輸入檔案，為後續計算提供初始波函式。

(7) TMPCAR

• 在分子動力學和結構優化時產生的臨時檔案，包含前兩步的原子座標和波函式資訊，可用來預測下一步的波函式。

(8) EIGENVALUE

• 能量本徵值檔案，包含所有k點和所有能帶的能量，經過簡單的格式處理後可以用來做能帶圖。

(9) DOSCAR

• 態密度檔案，包含態密度和積分態密度，單位是狀態數/元胞。
• 當設定LORBIT時可以計算原子和軌道投影的分波態密度。
• 在自旋極化或者非共線磁性時，還包括不同自旋電子的態密度。
• 該檔案較為複雜，詳見VASP手冊。

(10) PROCAR

• 靜態計算時，該檔案包含原子、每條能帶和每個軌道上的投影波函式係數，具有十分豐富的資訊。
• 該檔案也可以用來畫能帶圖和包含軌道資訊的胖能帶(fatband)。

(11) PCDAT

對關聯函式(pair correlation function)

(12) XDATCAR

該檔案包括每隔一定步數(NBLOCK)輸出的原子座標資訊。

(13) LOCPOT

• 總的局域勢(total local potential)檔案，單位：eV，格式與CHGCAR相同，需要設定LVTOT=.TRUE.輸出檔案。
• 利用該檔案可以用來計算功函式。

(14) ELFCAR

• 電子局域函式(electron localization function, ELF)檔案，格式與CHGCAR相同，設定LELF=.TRUE.輸出。
• 計算時建議設定PREC=High以提高精度。

(15) PROOUT

類似PROCAR，包含波函式在每個原子、每個軌道上的投影，還包含投影后的實部和虛部。

(16) OUTCAR

• 這個是VASP最主要的輸出檔案，包含計算過程中大量資訊，依次主要包括：

1. VASP版本；
2. 計算開始時間和並行性CPU數；
3. 贗勢資訊；
4. 最近鄰列表；
5. 對稱性資訊；
6. 晶格資訊和k點座標;
7. INCAR中讀入的引數和其他大部分的預設引數值；
8. 平面波個數和FFT資訊；
9. 每一步離子步數和其中每一個電子自洽的時間、記憶體、能量等資訊；
10. 自洽完成後的費米能和能量本徵值；
11. 應力；
12. 力；
13. 電荷數和磁矩；
14. 程式執行時間。

• 可從中獲取許多有用的資訊，也可監控整個計算過程。