在VNL中使用VASP进行计算

新版的VNL增加了对VASP计算的支持，使用者可以在VNL中进行结构建模，之后使用VASP scripter生成VASP计算必需的四个输入文件INCAR、POSCAR、KPOINTS、POTCAR。计算结束后可以使用VNL对主要结果（OUTCAR、CONTCAR、CHGCAR、DOSCAR、EIGENVAL、CHG、PARCHG、ELFCAR等）进行可视化和分析。

注意：

• 本教程不提供VASP的详细讲解，QuantumWise和FermiTech也不提供VASP程序。在进行此类计算之前，用户需要从官方渠道获得VASP的使用权，并熟悉如何使用VASP程序。
• 要在VNL中使用VASP计算设置与分析功能，需要具有QuantumATKVASP功能的授权许可。如果LabFloor中的POSCAR图标呈灰色无法使用，说明正在使用的授权许可文件缺少相关的功能，请与我们联系。

首先是设置计算要用的结构模型，打开Builder界面工具界面，你可以：

• 从VNL自带结构数据库导入结构（Add>From Database）；
• 从已有的POSCAR文件导入结构（Add>From Files）；
• 使用Crystal Builder创建晶体结构（Add>New Configuration）；
• 使用其他插件（Add>From Plugin）；
• VNL还提供了便捷的表面（Slab）、界面、吸附、缺陷、超胞等建模工具，你可以对基本结构进行各种操作，生成复杂的结构模型。
• 得到的结构模型可以导出成VASP使用的POSCAR文件（菜单：File>Export Configuration，保存格式选择VASP）。

• 步骤1：从数据库中导入SnO2结构（Add>From Database）。
• 步骤2：打开晶格常数编辑器（右侧工具栏：Bulk>Lattice Parameters），修改a=4.834和c=3.244。作此修改是为了重复文献中的结果。

在VNL主窗口，选择菜单：Tools>Custom Scripter，在弹出的Custom Scripter菜单中选择Scripter>VASP Scripter，出现以下窗口，在这个窗口中，你可以设置要进行结构优化的所有参数。

• 步骤1：将上一步构建好的模型拖动到VASP Scripter窗口中：
• 步骤2：之后可以从列表中选择计算类型。本例中第一步是对导入的SnO2结构进行几何结构优化，因此在下拉菜单中选择Structural Optimization，之后可以在几个面板里对各种参数进行精确全面的设置。
• 步骤3：普通列表项目选择要保存文件的文件夹位置，点“Save”，即可生成INCAR、POSCAR、KPOINTS、POTCAR文件。
• 步骤4：运行VASP。

计算结束后，文件夹中生成了多个VASP结果输出文件。VNL可以自动检测文件的类型，在LabFloor面板中显示出文件中包含的结果。

文件给出的是优化过的结构，选择该文件中的结果，点击右侧工具栏中的Show in 3D Viewer查看该结构，或者直接将结构拖到Builder上进行修改。

文件给出了电子密度信息，可以用右侧工具栏上的1D Projector、Grid Operations、3D Viewer等工具进行分析。其他相似的数据（PARCHG、CHG、ELFCAR等）都可以用类似方法分析。

这个工具可以将电荷密度用不同的方法投影到x、y、z方向上。在互动式窗口的右侧图中选择一个点，就可以在左侧显示出相关的信息。这个工具在分析表面、纳米线等低维体系的电荷分布时非常有用。

这个工具可以用来对多个CHGCAR文件进行计算，按住Ctrl键选择多个CHGCAR文件，之后在右侧选择Grid Operations。 在弹出的窗口中可以设置计算公式（使用+、-、*、/），右侧可以实时显示计算结果。计算结果可以保存成NetCDF文件，以备进一步分析。例如，这个工具可以用来研究无缺陷体系和缺陷体系的电荷密度差别、吸附之前和之后的基底电荷密度变化等。下图是SnO2体系中氧空位造成的电荷密度差别。

这个工具可以用于显示三维的格点数据， 例如CHGCAR里包含的实空间电荷密度，显示的方式包括等值面图和Contour图。 在LabFloor里选择一个对象，点击Show in 3D Viewer，在弹出的窗口中选择绘制等值面图还是平面截面图。如果是自旋计划计算的结果，可以选择显示总电荷密度，自旋电荷密度差，或者只显示某种自旋密度。 从LabFloor里将其他数据拖到显示窗口可以将不同数据显示叠加，比如同时显示CONTCAR的结构，或同时显示电子密度的截面图。

点击右侧的Properties可以仔细调整显示性质，例如等值面值、截面的位置、颜色等。

• 打开VASP Scripter，将CONTCAR拖入窗口内；
• 从计算类型列表中选择自洽静态计算；
• 修改其他参数，例如增加k点密度和能带数；
• 保存VASP输入文件，并进行VASP计算；
• 分析态密度计算结果
• 计算结束后，DOSCAR出现在LabFloor中，选择DOSCAR对象，点击Show 2D Plot生成DOS图。

• 打开VASP Scripter，将CONTCAR文件拖入窗口中；
• 在计算类型列表中选择Bandstructure；
• 在Bandstructure面板中设置布里渊区路径。
• 保存VASP输入文件，运行VASP。
• 注意：计算能带需要先进行静态自洽计算以得到CHGCAR。
• 结果分析EIGENVAL文件
• 在LabFloor中选择EIGENVAL对象，点击Bandstructure Analyzer。在新弹出的窗口中可以显示、分析能带图。

• 在VASP Scripter计算设置时，如果选择了Local Potential性质计算（VASP参数LVTOT=TRUE），输出的结果中将产生LOCPOT文件。该结果可以用1D Projector和3D Viewer分析。
• 下图是2L-MgO/Fe(100) 体系局域势在c轴方向投影，结果清晰的显示了真空区域的偶极校正。