已有 31199 次阅读 2013-10-3 10:36 |个人分类:软件安装及编译|系统分类:科研笔记| 朝花夕拾

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).)。

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。