如何用vasp進(jìn)行晶體結(jié)構(gòu)優(yōu)化？——一位資深材料黨私藏干貨，手把手帶你從零開始！
你是不是也遇到過這樣的問題：剛跑完一個(gè)晶體結(jié)構(gòu)計(jì)算，結(jié)果卻“亂七八糟”？晶格參數(shù)不對(duì)、原子位置漂移、能量不收斂……別急，這很可能不是你的錯(cuò)，而是沒做好晶體結(jié)構(gòu)優(yōu)化！今天我就用真實(shí)案例，帶你一步步搞定VASP結(jié)構(gòu)優(yōu)化。
Q1：為什么要先做結(jié)構(gòu)優(yōu)化？
就像你拍照前要調(diào)焦一樣，結(jié)構(gòu)優(yōu)化是所有后續(xù)計(jì)算（能帶、態(tài)密度、力學(xué)性質(zhì)）的“基礎(chǔ)打底”。如果你直接拿原始結(jié)構(gòu)去算，結(jié)果可能像“用模糊濾鏡拍的照片”——看起來像樣，實(shí)則誤差巨大。我之前就吃過虧，某鈣鈦礦材料的電子結(jié)構(gòu)算出來全是負(fù)值，后來才發(fā)現(xiàn)是初始結(jié)構(gòu)晶格參數(shù)偏大了0.5?！
Q2：怎么操作？分幾步？
第一步：準(zhǔn)備輸入文件。重點(diǎn)是INCAR里設(shè)置：ISIF = 3（同時(shí)優(yōu)化晶格和原子位置），IBRION = 2（共軛梯度法），EDIFF = 1E4（能量收斂閾值）。第二步：跑第一次，看OUTCAR里的“TOTALFORCE”是否小于0.01 eV/?。第三步：如果沒收斂，調(diào)整ENCUT（建議比元素周期表最高值高20%），再跑一次。
Q3：有沒有真實(shí)案例可以參考？
有！我去年優(yōu)化MoS?單層時(shí)，初始結(jié)構(gòu)是實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，但能量一直不降。后來發(fā)現(xiàn)是層間距離設(shè)得太?。?.6?），我手動(dòng)拉到1.8?后，跑了3輪優(yōu)化，最終能量下降了0.8 eV，晶格常數(shù)也更接近文獻(xiàn)值。朋友圈有小伙伴說：“原來結(jié)構(gòu)優(yōu)化不是玄學(xué)，是科學(xué)！”
Q4：常見坑點(diǎn)有哪些？
?? 坑1：K點(diǎn)太少！尤其對(duì)各向異性材料，建議用Gammacentered網(wǎng)格，比如10×10×10。?? 坑2：POSCAR坐標(biāo)寫錯(cuò)！記得檢查是否用了Fractional還是Cartesian坐標(biāo)。?? 坑3：忽略離子步長(zhǎng)控制！加個(gè)ISYM = 0避免對(duì)稱性干擾，尤其對(duì)非晶或缺陷體系。
最后送一句我的心得：結(jié)構(gòu)優(yōu)化不是“跑完就行”，而是要反復(fù)驗(yàn)證——能量、力、應(yīng)力都達(dá)標(biāo)才算穩(wěn)！現(xiàn)在我每次發(fā)論文前，都會(huì)重新跑一遍結(jié)構(gòu)優(yōu)化，哪怕只差0.001 eV，也要改！因?yàn)榭蒲腥莶坏靡唤z馬虎。
如果你也在用VASP，歡迎留言交流！一起把結(jié)構(gòu)優(yōu)化做到極致～?
