VASP学习指南:弹性常数计算与错误排查

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"本文档提供了针对Vasp初学者的详细学习指南,着重于使用第一性原理计算程序Vasp进行弹性常数的计算。首先,作者按照以下步骤进行了操作: 1. 使用侯老师的脚本开始,设置了INCAR中的ISIF=4,进行结构优化,将优化后的POSCAR保存为OLDPOS。对于金属体系,ISMEAR可能选择0或1,确保在优化完成后额外进行一次静态能量计算,通常设置ISMEAR=-5。 2. 为了计算C33弹性常数,作者尝试通过添加e3=delta并修改defvector.f中的strain(i),然后对不同应变值进行弛豫和能量计算,范围从-0.012到0.012,步长为0.003。目的是得到能量-应变曲线,然后拟合为能量与应变的二次方程关系。 3. 然而,作者发现计算得到的能量-应变曲线并不具有原点对称性,这可能是由于某一步骤出现了错误。可能的原因包括:能量-应变拟合过程中可能存在问题,或者在计算过程中没有正确处理体积变化对能量的影响,比如在ISIF=4下的优化过程中忽视了体积的自然波动。 4. 为了避免类似问题,作者建议使用Gibbs2程序来确定能量最低点的体积,并确保在最稳定构型下进行弹性常数的计算。对于复杂的体系,推荐使用应力-应变方法或应力-应变能方法,其中IBRION=6的设置可以在VASP中直接计算,先变形后优化能提供更高的精度。 5. Vasp5.2版本增加了直接计算弹性常数的功能,关键参数包括IBRION=6,ISIF=3,NFREE=4,弹性矩阵会在OUTCAR中显示。对于钻石结构的模拟,INCAR文件中需要设定一些基本参数,如PREC=Accurate,ENCUT=600.0等,以确保计算的准确性。 本文档通过实战经验分享了如何逐步、准确地使用Vasp进行弹性常数的计算,特别强调了每一步骤的重要性,以避免常见的计算错误。对于那些初次接触Vasp的用户来说,这是一个宝贵的参考资源,能够帮助他们更有效地理解和掌握这一复杂但强大的工具。"