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atk:在vnl中使用vasp进行计算

在VNL中使用VASP进行计算

简介

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

构建结构模型

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)。

实例操作1

导入并修改结构模型

  • 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。

使用VASP Scripter设置结构优化计算

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。

分析结果:CONTCAR和CHGCAR文件

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。

CONTCAR

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。

CHGCAR

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。

1D Projector

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。

Grid Operations

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。

3D Viewer

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。

态密度计算

  • 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。

能带计算

  • 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。

Local potential analysis: LOCPOT文件

  • 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。
atk/在vnl中使用vasp进行计算.txt · 最后更改: 2018/06/10 22:20 由 fermi

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