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atk:使用vnl和vasp进行neb过渡态搜索计算

使用VNL和VASP进行NEB过渡态搜索计算

简介

新版的VNL允许用户使用VASP进行Nudged Elastic Band (NEB) 计算,计算结束后可以在VNL中进行结果分析。初始的反应过渡路径猜测对NEB计算效率十分重要,VNL中实现了一种叫image-dependent pair potentials (IDPP)的方法[S. Smidstrup et al. “Improved initial guess for minimum energy path calculations” J. Chem. Phys. 140, 214106 (2014)],这种方法与传统的线性内插方法生成的初始反应路径更为合理,可以成倍的节约结构优化计算时间。

在学习此教程之前,请参考在VNL中使用VASP进行计算一文,学习如何使用VNL进行基本的VASP计算和结果分析。

此教程与使用QuantumATK进行NEB计算的教程“铂在铂表面的扩散:NEB计算”操作流程类似,包含以下五步:

  1. 从无到有创建结构体系;
  2. 使用VASP优化反应路径两端的结构;
  3. 构建初始NEB路径;
  4. 设置VASP/NEB计算;
  5. 使用VNL分析VASP输出结果。

本教程计算的体系与VASP教程类似,在VASP官方提供的教程里可以找到更多关于VASP输入参数和文件的信息。

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

创建初始和终点结构

请参考VNL教程“铂在铂表面的扩散:NEB计算”中的步骤创建初始和终点构型。

优化反应路径两端结构

  • 在主窗口中打开Tool>Custom Builder,在出现的窗口中打开Scripters>VASP Scripter;
  • 将初始构型直接拖动到窗口里;
  • 在Setup面板里选择“Structural Optimization”,根据需要修改其他参数;
  • 点击“Save”保存INCAR、POSCAR、KPOINTS、POTCAR四个输入文件;
  • 运行VASP得到结果文件

构建NEB反应路径

  • 优化结束后VASP的输出文件可以在LabFloor中找到(如下图);
  • 将两个CONTCAR文件中的结构,拖放到Builder;
  • 打开Builder>Nudged Elastic Band工具,将两个结构分别拖入初始和中间结构框中;
  • 选择Bond Conserving方法(IDPP),设置最多7个NEB结构(含初始和最终结构)

关于如何使用NEB工具、如何修改NEB结构,参考教程“铂在铂表面的扩散:NEB计算”。

设置、运行NEB计算

  • 将NEB构型对象从Builder窗口中拖到VASP Scripter;
  • 在当前目录下创建一个空目录,选择该目录;
  • 计算任务类型只有NEB一个选项,有关参数可以根据需要修改;
  • 设置结束之后点击“Save”将生成INCAR、KPOINTS、POTCAR和00、01、02、03、04、05、06等目录,每个目录下包含一个POSCAR文件,对应一个NEB结构;
  • 运行VASP计算。

分析计算结果

  • VASP计算是在其他地方完成的,在计算结束后,将整个文件目录树拷贝回Project文件夹。每个结构对应的OUTCAR等文件都会出现在LabFloor中,可以用VNL进行各种分析。
  • 本例中最终要的是Movie Tool,该工具可以显示整个反应过程的能垒,并且显示每个反应路径上点对应的结构。只需要选中INCAR文件下地NEB对象,点击Movie Tool即可。

要记得将初始和终点结构的OUTCAR分别拷贝到00和06两个文件夹下。

参考文献

  1. S. Smidstrup et al. “Improved initial guess for minimum energy path calculations” J. Chem. Phys. 140, 214106 (2014)
atk/使用vnl和vasp进行neb过渡态搜索计算.txt · 最后更改: 2018/03/20 22:28 由 liu.jun

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