结构优化时ISIF设置的问题

timandywang

关于结构优化时ISIF如何设置的问题。
看了侯老师的书，还有VASP wiki上的例子，基本上都是ISIF=2，然后运行脚本，只变一个晶格系数，然后得到总能和晶格系数的图，选能量最低点的系数。例如a=b=c的时候，变动a，做 E0_vs_a 的图然后拟合选E0最小点的a。或者是a=b≠c的系统，那是固定a,b变动c做 E0_vs_c图拟合得到E0最小时的c，然后固定c做E0_vs_a再拟合得到最小点的a。这样做应该没啥问题吧？
ISIF说明上，有ISIF=7，就是 cell shape, atomic position不动，只优化cell volume。可不可以，ISIF=7得到优化的体积，然后再做一次ISIF=2得到优化的原子坐标？还是说这个方法不如上面的方法靠谱，因为ISIF=7优化的每一步都没有变动原子坐标，所以得到的体积也是不可靠的？

卡开发发

1、（1）当a=b=c的时候，能量E=E(a,x)只和晶格常数a以及分数坐标x有关，每一个a=a[i]都做isif=2保证了(∂E/∂x)|(a=a[i])=0，在扫描a的极小点有(∂E/∂x)|(a=amin)=0且(∂E/∂a)|(x=xmin)=0这样做当然没问题。
（2）当a=b≠c，要保证同时保证(∂E/∂x)|(a=amin，c=min)=0，(∂E/∂a)|(x=xmin,c=cmin)=0，(∂E/∂c)|(x=xmin,a=amin)=0三个条件才行。
a、扫描晶格常数。
第一个条件由isif=2的优化来保障，但后两个条件要同时满足的话通过扫描很难完成，原因是(∂E/∂a)|(x=xmin)同时是a、c的函数。这样就得同时扫描a和c，假设a方向要扫描M个点，c要扫描N个点，总共就得计算MN个点才能保障后两个条件，这种方法显然就比较笨拙。稍微合理一点的话可以少取些点拟合抛物面慢慢收窄步长来搜索极小点，这样速度要快得多。计算过程实际上需要能量，以及分数坐标优化需要能量和力。
b、扫描晶格体积
把后面两个条件换成1个对体积的条件，即(∂E/∂x)|(Ω=Ωmin)=0，(∂E/∂Ω)|(x=xmin)=0，这样只需要固定体积同时优化形状和分数坐标（isif=4）。计算过程实际上需要能量，以及分数坐标优化需要能量和力，优化体积需要stress tensor。
c、直接优化晶格
最简单的其实还是直接用isif=3，当然，自由度复杂以后就很看算法本身了。计算过程实际上需要能量，以及分数坐标优化需要能量和力，优化体积和形状需要stress tensor。
上面三种比起来显然b和c比较容易，因为这些过程其实尽可能利用了各种各样的导数（比如force和stress tensor）来做极小化。

2、根据上面给出的条件，自然不用多说，你自己也就能分析你考虑的方案到底什么条件能满足什么条件无法满足。