1. INCAR

初始参数

1.SYSTEM:注释体系以说明;一旦写了不可写错,比如说写成了 RYSTEM,那么可能计算出的能量全是正值

2.ISTART:如果计算目录中由WAVECAR文件,则默认值为1,否则为0。决定是否读入WAVECAR

0:开始新的计算,按INIWAV初始化波函数

1:接着计算,读取已有的WAVECAR,用于电子结构计算

2:接着计算,用于希望保持基矢不变的计算

3:接着计算,读入上一次计算得到的电荷密度和波函数,不推荐用

3.ICHARG:若ISTART=0,则默认值为2,否则为0,决定如何构造初始电荷密度

0:从初始波函数构造

1:从CHGCAR读入,并同原子密度进行线性插值

2:构造原子电子密度线性组合,初始的电子密度由赝势来决定

11:读入自洽的CHGCAR,并进行能带计算或态密度的非自洽计算

12:非自洽的原子密度计算

ISTART和ICHARG:分别定义了初始的波函数和电荷密度、读入上一次的波函数和电荷密度

推荐做法:

进行能带结构性质的计算时:ISTART=1 ,ICHARG=11

其他情况(比如结构优化和静态计算):ISTART=0,ICHARG=2。

静态计算和计算态密度时可以设置成ISTART=1,ICHARG=1,节省核时。

4.PREC

确定计算精度,可设为Low, Med, High, Normal, Single, Accurate

默认值Med, 一般Normal就够了,Accurate精度最高,我一般使用。

自洽迭代(电子优化,电子自洽,SCF,单点能)

5.NELM:允许电子迭代得到最大步数,默认值60

6.EDIFF:电子自洽收敛标准参数,默认值1E-5。笔者一般使用1E-6.

7.ENCUT:确定平面波截断能,默认值从POTCAR中读入单位eV,一般为 POTCAR 中 ENMAX 参数值的 1.0 到 1.3 倍。一般设置为500.

8.ALGO:确定电子优化的算法:

Normal: ALGO=38,blocked Davidson方法

VeryFast: ALGO=48,RMM-DIIS算法

Fast:上面两种算法混合使用

9.ADDGRID:增加网格,帮助GAA收敛,一般结构优化(.FALSE) 电子结构高精度(.TURE)

10.LDIPOL:偶极校正,打开(.TURE)

11IDIPOL:1,2,3分别代表在X,Y,Z方向上进行校正,4代表在所有方向上进行校正

12.ISYM:是否打开对称性,0=不打开,2=使用一种高效节省内存的电荷密度对称性,3=仅考虑应力张力对称性,电荷密度非对称

原子弛豫 原子移动、步长和步数

13.ISIF:决定是否计算应力以及如何对结构进行优化。当IBRION=0时,默认值为0,否则为2。

14.NSW:原子弛豫的最大步数(IBRION=1、2)和分子动力学的步数(IBRION=0),默认值为0。在每一部步内,电子进行自洽计算,并精确计算原子所受的H-F力和应力。

15.EDIFFG:原子弛豫收敛的标准,默认值为EDIFF*10。若值为正则前后两次总自由能只差小于EDIFFG,原子停止弛豫;若为负,则源自所受的最大的力小于EDIFFG的绝对值,原子停止弛豫。

16.SMASS:确定分子动力学中原子的速度,默认值为-3。

-3:微正则系综(总的自由能守恒)

-2:保持初始速度不变,计算体系总能随原子位置的变化情况

-1:在每NBLOCK步之后对初始速度进行放缩

0或者>0,正则系统,对温度进行Nose调控

TEBEG:分子动力学模拟时的初始温度,默认为0。

TEEND:分子动力学模拟时的末态温度,默认为TEBEG。

PSTRESS:设置加到体系的应力张量上的应力大小。

态密度积分和参数

smearing方法和参数

确定smearing方法ISMEAR和展宽SIGMA的参数,默认为1和0.2,决定了如何确定每个波函数的占有数。

17.ISMEAR赋值:

-1:fermi smearing 方法

0:Gaussian smearing方法(氧化物,半导体)

  1. N:Methfessel-Paxton N阶smearing方法

-2:在INCAR中通过FERWE和FERD0关键词手动设置

-3:采用一个循环的计算来确定smearing的参数,在每一步中的smearing设置通过SMEARINGS=smearing1 smearing2 smearing3…来设置。此时IBRION=-1,NSW设置为SMEARINGS的值的个数

-4:没有Bloch修正的四面体方法

-5:有Bloch修正的四面体方法

*结构呈现金属性时,取ISMEAR=1和2,以及设一个合适的SIGMA值,一般结果相同。

无论何种体系计算何种性质取ISMEAR=0以及设一个合适的SIGMA值都能得到合理结果。

在除金属以外的体系进行任何静态或者态密度计算,取ISMEAR=-4或-5,要求k点数目必须大于3。

18.SIGMA:展宽。如果用了ISMEAR = -5 , 可以忽略,需要注释掉。

对于金属:ISMEAR = 1 ;非金属:ISMEAR = 0 的时候,一般取0.15或者采用默认值 0.20 即可.

对于气体分子,原子体系,ISMEAR = 0; SIGMA = 0.01(标配)

计算态密度相关参数

18.EMIN和EMAX:计算态密度时的能量范围

19.NEDOS:DOS点的个数

20.LORBIT:控制非自洽计算的形式

21.NBANDS:给出计算中实际的总能带数,通常在非自洽计算过程中需要用到,可以在非自洽计算之前的自洽计算OUTCAR或EIGENVAL文件中读取。

其他参数

磁性计算

22.ISPIN:确定是否进行自旋极化的计算,默认值为1,表示不进行自旋计算,为2表示进行自旋计算。

23.MAGMOM:每类原子的初始磁矩,默认值为Nion*磁矩

24.VOSKOWM:确定交换关联函数的关联部分是否采用Vosko-Wilk-Nusair内插方法。默认值为0。一般用在自旋极化GGA的计算中,设置为1。

逻辑参数和体系参数

25LREAL:确定投影算法是否在实空间或倒空间计算。默认值为.FALSE.,可设置为.FALSE./.TURE./On/Auto

26.LWAVE:确定是否在WAVECAR文件中输出波函数,默认为.TURE.

27.LCHARG:确定是否在CHGCAR和CHG中输出电荷密度,默认值为.TURE.

强关联体系L(S)DA+U

28.LDAU:控制计算中是否考虑在位库伦校正相,即+U,打开设置为TURE

29.LDAUTYPE:具体加U方法1/2/4,取2默认

30.LDAUL:控制具体在哪个角量子数l轨道上加U;-1—不加,1—对p轨道加U,2—对d轨道加U,3—对f轨道加U

LDAUU:U1,U2,…制定有效在位库伦相互作用的参数

LDAUJ:j1,j2,…指定有效在位交换相互作用的参数

注意:LDAU,DAUU,LDAUJ这三个参数必须对体系中所有源自都要定义,包括加U和不加U的原子。

四个输入文件中元素的顺序都要一一对应

杂化计算(HSE06)

31LHFCALC:确定是否进行杂化计算。取值:.TURE./.FALSE.

32HFSCREEN:选择HSE06泛函。

33LMAXFOCK:杂化计算中角动量最大数目,取值为整数,默认值为4.

34PRECFOCK:Fast/Normal/Accurate需要计算速度快一点时选择Fast,如果要求能量和力非常精确,可选择Normal和Accurate

INCAR——模板

SYSTEM=xxx计算体系命名

NPAR=4

## Start parameter for this run

ISTART=00-从新计算(优化和静态自洽);1-继续计算(复制CHG*文件,非静态自洽)

ICHARG=2从原子中读取的charge

PREC=Normal 计算精度

LREAL=.F. 投影操作方式:.FALSE.-倒空间,.TRUE.-实空间,Auto-实空间自动

## Write flags

LWAVE = .TRUE.

LCHARG = .TRUE.

LORBIT = 11

## Ionic relaxation离子弛豫部分:

IBRION=2默认-1-静态自洽;2-CG算法的离子弛豫;

ISIF=2只进行原子弛豫

NSW=10离子运动的步数

EDIFFG=-1E-2离子弛豫中力的收敛条件

## Electronic Relaxation电子自洽部分:

ENCUT=500平面波基的截断能

#ISPIN=2考虑自旋极化与否 1-非自旋极化;2-自旋极化

NELM=60 默认值,电子迭代最多为60步

EDIFF=1E-06相邻两电子迭代的能量差收敛标准

## DOS related values

ISMEAR=1 Methfessel-Paxton积分方法

SIGMA=0.15积分展宽

## vdW correction

IVDW = 0

结构优化只要这三部分

磁性体系的计算需要打开自旋ISPIN=2,初始磁矩MAGMOM=原子数*初始磁矩

以铜为例,铜的静态计算INCAR:

SYSTEM = Cu

NPAR = 4

## Start parameter for this run

PREC = Accurate

ISTART = 0

ICHARG = 2

## Write flags

LWAVE = .TRUE.

LCHARG = .TRUE.

LORBIT = 11

## Electronic Relaxation

ENCUT = 500

NELM = 60

EDIFF = 1E-6

LREAL = .FALSE.

## Ionic relaxation

EDIFFG = -0.01

NSW = 10

IBRION = 2

ISIF = 3

## DOS related values

ISMEAR = 1

SIGMA = 0.15

## vdW correction

IVDW = 0