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关注:
1) 赝势的定义;
2) 如何选择赝势;不同赝势适用的压力范围
3) 如何确定截断能
1. POTCAR的建立: > (新建)or >>(追加)
选好哪一种赝势之后,进入对应的目录,你会看到里边有这么几个文件,POTCAR.Z PSCTR.Z V_RHFIN.Z WS_FTP.LOG 。我们需要的是第一个。把它解压,如
zcat POTCAR.Z> Ga 。对As元素我们也可以类似得到一个As文件。用 cp 命令或者 mv 命令把这两个文件都移到我们的工作目录里。
然后再用 cat 命令把这两个文件合并在一起,如
cat Ga As > POTCAR ,【似乎应该为:cat Ga As >> POTCAR?】
这样就得到了我们需要的POTCAR。
同理,有多个元素的POTCAR也可以这样产生。
这里需要注意的是,记住元素的排列顺序,以后在POSCAR里各个元素的排列就是按着这里来的。
我们只需要按照POSCAR里的顺序,将各元素的POTCAR按顺序连接起来就可以了 如以下命令:
cat file1 file2 file3 > POTCAR
cat POTCAR_PBE_H_h POTCAR_Sc_sv >> POTCAR_H_SC
>> 追加
> 覆盖
2. 如何选择赝势
软件包自带的绝大多数赝势是超软赝势(US-PP)了,但不少元素有两个版本,如何 选取呢? 一个简单的办法是看后缀
标准的没有后缀;_h 硬一点; _s 软一点; _pv,_sv,_d 就是说semi-core的p,s或者d也当做价态处理了;
如果是数字的话,表示的可能是不同的半径截距 也可以参考各版本同目录下的
(1) 问答:
01.pot_paw_pbe赝势在300GPa下还适用吗?
A: 你看一下原子间距有没有超过赝势的截断半径之和。 【超过了就不能用?还是不能小于赝势的截断半径之和?】
Q: 这个原子间距怎么确定,是这个结构用这个赝势进行300Gpa压力下几何优化得到的原子间距离吗?
A:是的。
Check1:
PAW_PBE O_h 06Feb2004
6.00000000000000000
parameters from PSCTR are:
VRHFIN =O: s2p4
LEXCH = PE
EATOM = 432.3788 eV, 31.7789 Ry
TITEL = PAW_PBE O_h 06Feb2004
LULTRA = F use ultrasoft PP ?
IUNSCR = 1 unscreen: 0-lin 1-nonlin 2-no
RPACOR = .800 partial core radius
POMASS = 16.000; ZVAL = 6.000 mass and valenz
RCORE = 1.100 outmost cutoff radius
RWIGS = 1.400; RWIGS = .741 wigner-seitz radius (au A)
ENMAX = 700.000; ENMIN = 500.000 eV
ICORE = 2 local potential
LCOR = T correct aug charges
LPAW = T paw PP
EAUG = 888.804
DEXC = .000
RMAX = 1.666 core radius for proj-oper
RAUG = 1.300 factor for augmentation sphere
RDEP = 1.125 radius for radial grids
QCUT = -7.501; QGAM = 15.002 optimization parameters
Description
l E TYP RCUT TYP RCUT
0 .000 23 1.100
0 .000 23 1.100
1 .000 23 1.100
1 .000 23 1.100
2 .000 7 1.100
Check2
PAW_PBE H_h 06Feb2004
1.00000000000000000
parameters from PSCTR are:
VRHFIN =H: ultrasoft test
LEXCH = PE
EATOM = 12.4884 eV, .9179 Ry
TITEL = PAW_PBE H_h 06Feb2004
LULTRA = F use ultrasoft PP ?
IUNSCR = 0 unscreen: 0-lin 1-nonlin 2-no
RPACOR = .000 partial core radius
POMASS = 1.000; ZVAL = 1.000 mass and valenz
RCORE = .800 outmost cutoff radius
RWIGS = .700; RWIGS = .370 wigner-seitz radius (au A)
ENMAX = 700.000; ENMIN = 500.000 eV
RCLOC = .701 cutoff for local pot
LCOR = T correct aug charges
LPAW = T paw PP
EAUG = 1685.224
RMAX = 1.606 core radius for proj-oper
RAUG = 1.000 factor for augmentation sphere
RDEP = .817 radius for radial grids
QCUT = -7.783; QGAM = 15.567 optimization parameters
Description
l E TYP RCUT TYP RCUT
0 .000 23 .800
0 .500 23 .800
1 -.500 23 .800
Error from kinetic energy argument (eV)
NDATA = 100
STEP = 20.000 1.050
(2)以下为转帖(待整理):
POTCAR将要告诉vasp计算的系统中所包含的各种元素的赝势pesudopotential,vasp本身就带有比较完善的赝势包,我们需要做的就是选择我们需要具体哪种赝势,然后把相应的文件拷贝形成我们具体的POTCAR文件。我们以GaAs为例。
1.赝势的选择:
vasp的赝势文件放在目录~/vasp/potentials 下,可以看到该目录又包含五个子目录pot_GGA pot-paw _GGA potpaw_PBE ,其中每一个子目录对应一种赝势形式。
赝势按产生方法可以分为PP(standard pesudopotential,其中大部分是USPP, ultrasoft pesudopotential) 和 PAW (projector augmented wave method)。按交换关联函数的不同又可以有 LDA (local densityapproximation) 和 GGA(generalized gradient approximation),其中GGA之下又可以再分为PW91和PBE。
以上各个目录对应起来分别是pot==> PP, LDA ; pot_GGA ==> PP, GGA ; potpaw ==> PAW, LDA ; potpaw_GGA ==> PAW, GGA, PW91 ; potpaw_PBE==> PAW , GGA, PBE。选择某个目录进去,我们还会发现对应每种元素往往还会有多种赝势存在。这是因为根据对截断能量的选取不同还可以分为 Ga,Ga_s,Ga_h,或者根据半芯态的不同还可以分为Ga,Ga_sv,Ga_pv的不同。
一般推荐选取PAW_PBE。其中各个元素具体推荐哪种形式的赝势可以参考vasp workshop中有关赝势部分的ppt。当然自己能测试之后在选择是最好不过的了,以后再聊。
2.POTCAR的建立:
选好哪一种赝势之后,进入对应的目录,你会看到里边有这么几个文件,POTCAR.Z PSCTR.Z V_RHFIN.Z WS_FTP.LOG 。我们需要的是第一个。把它解压,如 zcat POTCAR.Z > Ga 。对As元素我们也可以类似得到一个As文件。用 cp 命令或者 mv 命令把这两个文件都移到我们的工作目录里。然后再用 cat 命令把这两个文件合并在一起,如 cat Ga As > POTCAR ,这样就得到了我们需要的POTCAR。同理,有多个元素的POTCAR也可以这样产生。这里需要注意的是,记住元素的排列顺序,以后在POSCAR里各个元素的排列就是按着这里来的。
POTCAR里的信息
赝势的类型从LEXCH参数(如LEXCH = 91)中可以看出。
如果你想看POTCAR长什么样,可以用 vim POTCAR 命令,进去后可以用上下键移动光标。想出来的时候,可以敲入:q!就可以。具体的vim的命令可以在网上查到。一般我会看POTCAR里的截断能量为多大,用 grep -in "enmax" POTCAR 。
PAW_PBE Er_2 17Jan2003
8.00000000000000000
parameters from PSCTR are:
VRHFIN=Er : [core=Xe4]
LEXCH = PE # 如果header部分显示LEXCH = CA,那么就是LDA形式的赝势。
# 如果header部分显示LEXCH=91 ,那么就是GGA形式的赝势。
EATOM = 553.8763 eV, 40.7088 Ry
TITEL = PAW_PBE Er_2 17Jan2003
LULTRA= F use ultrasoft PP ?
IUNSCR= 1 unscreen: 0-lin 1-nonlin 2-no
RPACOR = 2.300 partial core radius
POMASS = 167.260; ZVAL = 8.000 mass and valenz
RCORE = 3.000 outmost cutoff radius
RWIGS = 3.000; RWIGS = 1.588 wigner-seitz radius (auA)
ENMAX = 119.750; ENMIN = 89.813 eV
RCLOC = 2.308 cutoff for local pot
LCOR = T correct aug charges
LPAW = T paw PP
EAUG = 307.908
DEXC = -.156
RMAX = 4.213 core radius for proj-oper
RAUG = 1.300 factor for augmentation sphere
RDEP = 3.178 radius for radial grids
QCUT = -2.967; QGAM = 5.933 optimization parameters
PAW_PBE Er_3 06Sep2000
9.00000000000000000
parameters from PSCTR are:
VRHFIN =Er : [core=Xe4]
LEXCH = PE
EATOM = 671.8481 eV, 49.3794 Ry
#这个是构造赝势时,对所选择的电子组态的原子进行求解时得到的原子总能。并不一定是
# 原子基态时的总能
TITEL = PAW_PBE Er_3 06Sep2000
LULTRA= F use ultrasoft PP ?
IUNSCR= 1 unscreen: 0-lin 1-nonlin 2-no
RPACOR = 2.300 partial core radius
POMASS = 167.260; ZVAL = 9.000 mass and valenz
RCORE = 3.000 outmost cutoff radius
RWIGS = 3.000; RWIGS = 1.588 wigner-seitz radius (au A)
ENMAX = 155.053; ENMIN = 116.290 eV
RCLOC = 2.308 cutoff for local pot
LCOR = T correct aug charges
LPAW = T paw PP
EAUG = 307.908
DEXC = -.035
RMAX = 3.703 core radius for proj-oper
RAUG = 1.300 factor for augmentation sphere
RDEP = 3.178 radius for radial grids
QCUT = -3.376; QGAM = 6.752 optimization parameters
Description
l E TYP RCUT TYP RCUT
0 .000 23 3.000
0 .800 23 3.000
1 .000 23 3.000
1 .000 23 3.000
2 .000 23 3.000
2 .000 23 3.000
Error from kinetic energy argument (eV)
NDATA = 100
STEP = 20.000 1.050
////////////////////////
POTCAR 赝势文件可以理解为分子力学模拟中的力场文件但包括的信息更多
VASP4.6将各元素优化的INCAR里的参数也包括在这里了,作为支持PREC的缺省选择
通常各元素的POTCAR已经包括在软件包里了
我们只需要按照POSCAR里的顺序,将各元素的POTCAR按顺序连接起来就可以了
如以下命令:
cat file1 file2 file3 > POTCAR
软件包自带的绝大多数赝势是超软赝势(US-PP)了,但不少元素有两个版本,如何
选取呢?
一个简单的办法是看后缀
标准的没有后缀 _h 硬一点 _s 软一点
_pv,_sv,_d 就是说semi-core的p,s或者d也当做价态处理了
如果是数字的话,表示的可能是不同的半径截距
也可以参考各版本同目录下的V_RHFINfile ,PSCTRfile
这两个文件告知该版本的赝势是如何生成的。比如:
V_RHFIN file
文件
Sc: 6p d2 s1
8 21. .002000 44.95590 125. .25E-05 .300 200FCA 12.00000
.7 1.0 0
1.0 .0 .5 -320.8847 2.0000
2.0 .0 .5 -34.4217 2.0000
2.0 1.0 1.5 -28.2366 6.0000
3.0 .0 .5 -3.7944 2.0000
3.0 1.0 1.5 -2.2591 6.0000
3.0 2.0 2.5 -.1113 2.0000
4.0 .0 .5 -.2699 1.0000
4.0 3.0 2.5 -.1000 .0000
第一行是注释行给出基本的信息
第二行是最重要的控制行
1)8 21 .00 2000 44.95590 125.
J Z XION N AM H
2).25E-05 .300 200 F CA 12.00000
DELRVR PHI NC1 | GREEN CH QCOR
|
J - 轨道数 Z - 原子序数 XION - 离子化程度一般设为0 N - 格点数
AM - 原子质量 H - 决定格点间距 DELRVR - 自洽收敛标准
PHI - 线性拟合参数 NC1 - 最大自洽循环次数 GREEN - 是否存在初始的势
CH- 交换相关能(XC)类型
Slater-XC
HL Hedin Lundquist (1971)
CA Ceperly and Alder parameterized by J.Perdew and Zunger
WI Wigner interpolation
PB Perdew -Becke
PW Perdew -Wang 86
LM Langreth-Mehl-Hu
91 Perdew -Wang 91
QCOR - 非价键电子数(core electrons)
第三行开始是每个轨道的具体参数,依次为
n l j(=l±1/2) 原子轨道能占有率
PSCTR file of LDA/H1.25
TITEL = US H
LULTRA = T use ultrasoft PP ?
RWIGS = 0.57 nn distance ! Wigner-Seitz radius
RCLOC = .65
NE = 100
LCOR = .TRUE.
QCUT = -1
RMAX = 3.0 ! core radiusfor proj-oper
Description
l E TYP RCUT TYP RCUT(cutoff radius)
0 0 15 0.80 23 1.25
0 0.5 15 0.80 23 1.25
1 -0.2 15 0.80 23 1.25
最重要的地方上面已经用颜色标出来啦:)
说明一下,TYP是指赝势的类型, RCUT是半径截距,TYP可取的值如下:
正则
1 BHS
2 TM
3 VAN
6 XNC
7 RRKJ wave function possibly with node
15 RRKJ wave functionstrictly no node
非正则 +8
最后一个问题是LDA or GGA。貌似没有定论目前。
这个最好是两个一起做做看啦。或者看文献别人验证过哪个数据好。
其实据说目前最好的是PAW(P.E.Blochl,Phys.Rev.B50,17953(1994).,Phys.Rev.B 59,1758(1999).)。
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可以通过看POTCAR文件的header部分来区分其是LDA或是GGA
如果header部分显示LEXCH = CA,那么就是LDA形式的赝势。
如果header部分显示LEXCH=91 ,那么就是GGA形式的赝势。
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