VASP输入文件INCAR速查

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前言

VASP一共有4个输入文件，分别为：POSCAR、INCAR、KPOINTS和POTCAR。其中POSCAR为结构文件，KPOINTS为K点文件，POTCAR是赝势文件。而INCAR决定了做什么计算以及如何做此次计算。

查询参数功能, 输入网站 + 参数名 https://www.vasp.at/wiki/index.php/ + 参数名

下面按第一性原理计算的一般步骤（结构优化、自洽计算、非自洽计算）展示INCAR参数应该如何设置。等于号(=)后面为在该步骤的推荐设置。

结构优化 OPT

主要用来计算体系结构，原子位置。

基础设置

1、ISTART

控制如何生成初始波函数

  • 0：随机生成波函数
  • 1 : 从WAVECAR中读取波函数，当读取失败时，会随机生成

= 0

2、ISPIN

是否打开自旋

  • 1: 非自旋极化计算
  • 2: 打开自旋极化计算

=2

3、 ICHAGE

控制如何生成初始电荷密度

  • 0：读取WAVECAR生成电荷密度，当读取失败时，通过原子电荷密度叠加生成初始电荷密度
  • 1：从CHGCAR中的设定读取电荷密度
  • 2：通过原子电荷密度的叠加方法，生成初始的猜测电荷密度
  • 11：从CHGCAR读取电荷密度，且在自洽循环中保持不变，适用于非自洽循环计算，如电子态密度的计算

=2

4、 LWAVE/LCHARG

控制是否输出波函数(WAVECAR)和电荷密度(CHGCAR)

  • .T.: 写波函数和电荷密度
  • .F.: 不写波函数和电荷密度

=.F.

计算精度设置

1、ENCUT

平面波截断能，控制用多少平面波展开波函数

推荐设置为POTCAR（赝势文件）中参数ENMAX值的1.0-1.3倍，从而兼顾计算的精度与效率。

=500

2、PREC

总体计算精度控制

  • Accurate: 准确
  • Normal: 一般

默认为Normal

= Accurate

3、ADDGRID

是否开启网格

  • .TRUE. : 开启
  • .FALSE. : 关闭

=.TRUE.

4、NPAR

核数

别写,用默认的就行

3、LORBIT

总态密度投影

11: 每一个原子对应的轨道的贡献输出到OUTCAR里

=11

宏观设置

1、ISMEAR

设置展宽方法，决定如何进行电子轨道分数占据

  • 0: Gaussian smearing
  • −1: Fermi smearing

金属可以设置为1

=0

2、SIGMA

展宽的宽度，与ISMEAR联用

1
2
3
4
5
半导体 设置为 0.05
金属 设置为 0.02

小 -> 大
态密度平滑 -> 态密度尖锐

单位为eV，默认值为0.2

=0.05

3、NELM

自洽迭代循环的最大次数

一般在150-300

=300

4、NELMIN

自洽迭代循环的最小次数

一般在4-6

=6

5、EDIFF

自洽迭代循环收敛标准，单位为eV

一般在1E-05 - 1E-06

= 1E-06

离子弛豫相关设置

1、NSW

最大步数

=100

2、IBRION

离子步弛豫（离子位置优化）算法 * 0：分子动力学模拟 * 1：准牛顿法 * 2：共轭梯度法 * 5：振动频率计算 * 6：弹性常数计算

=2

3、ISIF

离子步弛豫控制

  • 2： 晶胞大小不变，原子位置动
  • 3： 晶胞大小改变，原子位置动，晶胞体积变
  • 4： 晶胞大小改变，原子位置动，晶胞体积不变（多用于一二维体系）

=4

4、EDIFFG

离子弛豫中断

=-1E-03

5、ISYM

对称

  • 0: 不打开对称
  • 2: 打开对称

=0

6、MAGMOM

对于磁性材料，设置初始原子磁矩 默认值是每个原子的磁矩均为1 对于含有d、f轨道的原子，需根据原子核外电子排布情况设置相应的数值 可以设置每个原子初始磁矩方向，正值为自旋向上，负值为自旋向下。

根据POSCAR修改

7、IVDW

范德华力计算方法，在DFT能量计算基础上增加范德华力修正 * 10：DFT-D2方法 * 11：DFT-D3方法

=11

参数汇总

1
2
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ISTART = 0 
ISPIN =  2 
ICHARG = 2 
LWAVE  = .F.
LCHARG = .F.
ENCUT = 500
# PREC =  Accurate        (Precision level)   Normal / Accurate
# ADDGRID = .TRUE.        (Increase grid; helps GGA convergence) 
# NPAR = 4 	
LORBIT = 11

ISMEAR =  0
SIGMA  =  0.05
NELM =  300
NELMIN =  6
EDIFF = 1E-06

NSW =  100
IBRION	=  2
ISIF =  4
EDIFFG = -1E-03
ISYM =  0
POTIM = 0.2
IVDW = 11

自洽 SCF

电荷密度 波函数

参数基本与上一步骤相同

1、NEDOS

态密度数据点个数 通常设置1000-3000

=3001

2、NSW

cp CONTCAR POSCAR

不做结构优化

= 0

参数汇总

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Global Parameters
ISTART = 0
ISPIN =  2
ICHARG = 2
ENCUT  =  500
PREC =  Accurate
EDIFF  = 1E-08 
ADDGRID = .TRUE. 
LWAVE  = .T.        
LCHARG = .T.
# NPAR = 4
LORBIT = 11
NEDOS = 3001
 
ISMEAR =  0 
SIGMA  =  0.05
NELM =  300
NELMIN =  6
 
NSW =  0
IBRION =  -1
# ISIF   =  3
# EDIFFG = -1E-03
ISYM =  0
POTIM = 0.2
 
# LSORBIT = .TRUE.    (Activate SOC)
# GGA_COMPAT = .FALSE.   (Apply spherical cutoff on gradient field)
# LMAXMIX =  4        (For d elements increase LMAXMIX to 4, f: LMAXMIX = 6)
# SAXIS =  0 0 1    (Direction of the magnetic field)
 
IVDW = 11

非自恰运算 NSCF

band dos 磁矩

能带结构运算

1
2
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ISTART = 1
ISPIN =  2
ICHARG = 11
ENCUT  =  500
PREC = Accurate
EDIFF  = 1E-08
ADDGRID= .TRUE.
LWAVE  = .F.
LCHARG = .F.
LORBIT = 11
 
ISMEAR =  0
SIGMA  =  0.02
NELM   =  300
NELMIN =  6
 
NSW    =  0
IBRION =  -1
# ISIF   =  3
# EDIFFG = -1E-03        (Ionic convergence; eV/AA)
ISYM =  0
POTIM = 0.2

IVDW = 11   ##vdw forces

参考资料

[1] 知乎文章 VASP软件 INCAR文件参数含义速查表