VASP计算时，模型建立完之后对盒子大小的优化

zdt1991

问题求助：VASP计算中，晶格参数或者说自己建立的模型盒子大小的优化时，应该怎么优化？需要优化的部分如图所示

现在有两种方法（求助别人和网络得到的）：
a.直接在INCAR中设置ISIF=3，优化原子位置的同时优化晶格参数；
b.保持晶格参数比例，对晶胞进行缩放，得到能量与缩放系数之间的关系图，取能量最低的点为最终结果。
采取a方法时，第一步ISIF=3,进行弛豫，之后第二步，ISIF=2进行弛豫；
采取b方法时，只是对晶格参数或者说缩放系数进行了改变，分别是1.0,1.05，1.10,1.15……等几个数，ISIF=2进行弛豫，但是这种方法固定了其中a.b.c的比值，我的这种做法可能不对，跪求大神指导指导这一步应当怎么做，看侯博的教程也没看明白）
现在要得到该模型下能量最低时盒子边长的大小，应该怎么做呢？跪求做过的同学指导指导，谢谢大家~(我的问题可能没有描述清楚，欢迎QQ934382054私聊)


但是，有网友说我这种体系只能用第二种方法优化，第一种方法是不对的。因为：对于 bulk system，方法a 或 b 都是可行
对于我这种2D system (graphene)，就只能用 方法 b。优点不懂唉。。。。越来越迷糊了，，，，请大神指点迷津。下面的网址是我在小木虫求助的情况，谢谢大家。http://muchong.com/bbs/viewthread.php?tid=11107585&target=self&page=2

sobereva

不要直接从小*虫上把图粘过来，根本没法显示
传图方法看置顶的新人必读

jiangning198511

无特殊情况下，方法A 就可以 (原子+晶格同时优化)

卡开发发

虽2D系统但在vasp使用slab模型周期性仍然是3D的，c方向如果随之变化就会引进其他因素影响能量，所以只要a、b两个方向的长度变化就可以，所以不能通过调整scaling factor的方法，但仍然可以简单通过shell命令如bc等来完成，如假设你的晶格基矢b的长度为2.46A，c=20A，在你的POSCAR的Lattice Vector可以：
for s in `seq 0.995 0.001 1.005`
do
i=`echo "scale=3;2.460*$s"|bc`
j=`echo "scale=3;2.460*0.866*$s"|bc`
k=`echo "scale=3;-2.460*0.5*$s"|bc`
。。。。
1.0
$j $k 0.000
0.000 $i 0.000
0.000 0.000 20.000
。。。。
这个例子中，比例因子从0.995~1.005都会跑一遍，但这样的方法也还是有些缺陷的，比如a和b的比例实际情况很难保证是否变化，其次，这样的方法确实效率低了一些。


sif=3对于2D系统没法使用，否则很容易遇到两种情形，要么真空层塌掉，要么就是stress根本收敛不了。除了上述方法，大体上还有这些方案：
1、isif=4不优化体系的体积也许会比较有效。
2、我印象中有可以修改stress的计算来适合2D系统，你可以找找有没有相关的资料。
3、可能有专门针对2D系统的优化算法（可能VTST有），你也可以找找看。

zdt1991

sobereva 发表于 2017-3-4 14:26
不要直接从小*虫上把图粘过来，根本没法显示
传图方法看置顶的新人必读

sorry ,sorry,我去学习学习。

zdt1991

卡开发发 发表于 2017-3-4 16:00
虽2D系统但在vasp使用slab模型周期性仍然是3D的，c方向如果随之变化就会引进其他因素影响能量，所以只要a、 ...

谢谢您的指导。我想得到的盒子是弛豫后没有应力，或者应力很小。如果用ISIF=4的话，盒子的体积不变，盒子的长宽高会变，这样的话能不能得到优化好的应力极小或者无应力的构型呢（我觉得可以）？这个问题困扰了两周多了。再此感谢您的指导。

卡开发发

zdt1991 发表于 2017-3-4 20:50
谢谢您的指导。我想得到的盒子是弛豫后没有应力，或者应力很小。如果用ISIF=4的话，盒子的体积不变，盒子 ...

对于2D系统，Stress计算的方式就不同了，还参考3D的stress没啥实际的意义。但我也认为恒定体积不一定是一个好的方案，因为可能也会造成其他的麻烦。有条件还是按照后续两种方案做比较好。

zdt1991

卡开发发 发表于 2017-3-4 22:40
对于2D系统，Stress计算的方式就不同了，还参考3D的stress没啥实际的意义。但我也认为恒定体积不一定是一 ...

SYSTEM = dopedGraphene
    PREC = Accurate
   ENCUT = 550.000
  IBRION = 1
     NSW = 100
    ISIF = 2
    ALGO = Fast (blocked Davidson)
    NELM = 60
   POTIM = 0.5
  NELMIN = 2
   EDIFF = 1.0e-04
  EDIFFG = -0.05
VOSKOWN = 1
  NBLOCK = 1
  INIWAV = 1
  ISTART = 0
  ICHARG = 2
   LWAVE = .FALSE.
  LCHARG = .FALSE.
  LAECHG = .FALSE.
ADDGRID = .FALSE.
  ISMEAR = 0
   SIGMA = 0.05
   LREAL = Auto

以上是我的INCAR文件，您看有什么问题吗？我感觉优化出来的结果有问题，随着阶段能的选取的增大，最后每个阶段能收敛值呈现以下的的趋势。
250        -425.81415702
300        -428.61268432
350        -427.78195893
400        -427.18476862
450        -426.93918644
500        -426.87813469
550        -426.87215377
600        -426.96599104
650        -427.08327635
700        -427.18039078
750        -427.22727218

卡开发发

zdt1991 发表于 2017-3-7 09:44
SYSTEM = dopedGraphene
    PREC = Accurate
   ENCUT = 550.000

截断能测试建立在单点上就可以，否则影响的因素太多了。

jiangning198511

卡开发发 发表于 2017-3-4 16:00
虽2D系统但在vasp使用slab模型周期性仍然是3D的，c方向如果随之变化就会引进其他因素影响能量，所以只要a、 ...

我看到好多石墨烯催化的文章貌似都是晶格参数和位置同时优化，好像也没做什么特殊处理，我之前听过一个VASP培训，有个例子是锂离子在石墨烯上迁移，就是用ISIF=3

zdt1991

jiangning198511 发表于 2017-3-7 20:12
我看到好多石墨烯催化的文章貌似都是晶格参数和位置同时优化，好像也没做什么特殊处理，我之前听过一个VA ...

谢谢喔，我对比了下各种参数下的，结果相差不大

卡开发发

jiangning198511 发表于 2017-3-7 20:12
我看到好多石墨烯催化的文章貌似都是晶格参数和位置同时优化，好像也没做什么特殊处理，我之前听过一个VA ...

关于这个问题有一些已经有的讨论：
https://www.researchgate.net/pos ... 2D_material_in_vasp
对于2D系统我个人觉得isif=3是个危险的操作。
也能找得到固定c轴的方案（如果c轴垂直于另外两个轴的话）http://blog.sciencenet.cn/blog-671981-731203.html

jiangning198511

卡开发发 发表于 2017-3-7 21:35
关于这个问题有一些已经有的讨论：
https://www.researchgate.net/pos ... 2D_material_in_vasp
对于2D ...

大多数人估计都没有仔细想过这个，如果计算结果与他的猜测差不多，大家也就不去仔细思考到底ISIF=3是否对2D合理了，
http://blog.sciencenet.cn/blog-671981-731203.html
这里提到优化表面要固定晶胞参数，但好像VASP_WIKI上给的例子没有固定晶胞参数，所以本着“实用主义”原则，如果计算结果没什么大的偏差，ISIF=3是首选

PS: 对于2D材料的预测而言，估计一般的几何优化是不够的，需要考虑全局结构搜寻，而对已经实验室发现的2D材料，讨论其性质时只要结构在变化不大，计算结果应该也是可信的。
PSS : 个人愚见，

卡开发发

jiangning198511 发表于 2017-3-8 08:50
大多数人估计都没有仔细想过这个，如果计算结果与他的猜测差不多，大家也就不去仔细思考到底ISIF=3是否对 ...

用其他程序的时候我是吃过真空层塌掉和stress收敛不了的苦头我才这么说的，不过恰好和Jürgen Furthmüller的结论是一样的罢了，手册当然也不可能面面俱到。2D系统的stress应该也不是3x3，大体可以看成c轴fix在无穷大的情形，实际模拟没法这么做而已。

zdt1991

卡开发发 发表于 2017-3-8 10:09
用其他程序的时候我是吃过真空层塌掉和stress收敛不了的苦头我才这么说的，不过恰好和Jürgen Furthmüll ...

LDAUTYPE = 2
   LDAUL = -1 -1 2  
  LDAUU = 0.00 0.00 3.012  
  LDAUJ  = 0.00 0.00 0.902
  LDAUPRINT = 2
    LVDW = .TRUE.

再请教您一个问题,在+U的体系统，在INCAR文件里，计算的时候U和J的值，没有在文献中找到，只找到了具体的U-J的值，请问U和J的值是要经过计算获得吗？