VASP 专题

CP-VASP原子优化与溶剂版本

按0.02eV/A力阈值完成恒电势原子位置优化,并分别准备6.3.2sol++和6.4.2经典sol的电势参照。

更新于 2026-11-06约 4 分钟阅读按任务与环境选择适用配置
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下载参数实例、输入和真实轨迹数值(ZIP)。

unzip cpvasp-dynamics-parameters-wave254-*.zip
cd cpvasp-wave254
bash run.sh

bash run.sh读取已完成的集群计算数值摘录,生成CSV和三张图,不启动新的VASP计算。自己运行时再按下文复制输入、准备合法POTCAR和通过Slurm提交。

1 结构优化到底优化什么#

本例Cu₄电极使用 IBRION=2、ISIF=2:优化原子位置,晶胞形状和体积保持固定。它不是晶胞优化,也没有改变电极表面面积和法向真空/介质区长度。每个离子步使用方案3重新把电子化学势调整到目标,再继续优化。

cp -r inputs/relax work

完整INCAR

SYSTEM = Cu111 continuum electrolyte cu-neutral
ENCUT = 550
PREC = Accurate
EDIFF = 1E-6
NELM = 240
ALGO = Normal
ISMEAR = 0
SIGMA = 0.1
ISYM = 0
LREAL = .FALSE.
NCORE = 1
NBANDS = 40
AMIX = 0.1
BMIX = 0.0001
LSOL = .TRUE.
NELECT = 44
LCEP = .TRUE.
LWAVE = .FALSE.
LCHARG = .FALSE.
FERMICONVERGE = 0.001
NESCHEME = 3
INIT_ECHANGE = 0.001
ECHANGE_MAX = 0.005
CAP_MAX = 0.15
NEADJUST = 1
LSOLOFF = .FALSE.
ISOL = 2
C_MOLAR = 1.0
R_ION = 2.0
EFERMI_ref = 0.0
EDIFFSOL = 1E-8
IBRION = 2
NSW = 60
POTIM = 0.2
ISIF = 2
EDIFFG = -0.02
TARGETMU = -4.903

EDIFF=1E-6控制电子自洽,FERMICONVERGE=0.001控制电子化学势,EDIFFG=-0.02控制优化停止的原子力,三者分别检查。NSW=60是最大允许步数,不意味着一定要跑满60步。

2 提交、看结构与力#

按Cu准备合法POTCAR,CPU分区可用时提交:

cd work
module load vaspkit/1.5.1
vaspkit -task 103
sbatch submit.sh
grep "reached required accuracy" OUTCAR
grep "CPM-ion" stdout.log | tail -1
ls CONTCAR

实际例子在第 7个离子步停止,最终最大原子力约 0.00484 eV/Å。优化后的结构在 CONTCAR,初始结构在 POSCAR;要做最终静态能量,应使用CONTCAR建立新目录,保留同一晶胞、溶剂和目标电势,再将 IBRION=-1、NSW=0。

原子优化的真实受力和位置变化及经典溶剂电势参照

3 两个安装组合要分别准备参照#

组合 模块 本例电势参照
VASP6.3.2+CP-VASP v2+VASPsol++ vasp/6.3.2-8173m-cpvasp 本组合自身的中性E-fermi
VASP6.4.2+CP-VASP v2+经典VASPsol vasp/6.4.2-8173m-cpvasp 本组合中性E-fermi+FERMI_SHIFT

它们使用不同的溶剂实现。经典VASPsol使用 LAMBDA_D_K 等参数;VASPsol++例子使用 ISOL=2、C_MOLAR、R_ION。不要把++的新增参数原样复制到经典分支后,就认为模型相同。

4 经典分支先算中性电极#

回到附件根目录:

cp -r inputs/neutral64 neutral
cp -r inputs/sol64 work64
cd neutral
module load vaspkit/1.5.1
vaspkit -task 103
sbatch submit.sh
grep "E-fermi" OUTCAR | tail -1
grep "FERMI_SHIFT" stdout.log | tail -1

两个目录都按Cu准备同一合法POTCAR。中性目录 LCEP=.FALSE.、NELECT=44;本例经典溶剂设置为:

LSOL = .TRUE.
EB_K = 78.4
LAMBDA_D_K = 3.0

实际中性参照为:

E-fermi       = -6.274700 eV
FERMI_SHIFT   = 1.761255 eV
mu0           = -4.513445 eV
TARGETMU示例  = mu0 - 0.1 eV

这是该模型的相对参照,不是绝对SHE/RHE电位。中性计算完成后:

cd ..
python prepare_classic_reference.py
cd work64
module load vaspkit/1.5.1
vaspkit -task 103
sbatch submit.sh
grep "CPM-ion" stdout.log | tail -1

脚本从自己中性目录的原生结果更新 work64/INCAR,避免照抄别人的TARGETMU。本页经典分支已有实际静态和短动态结果;没有据此承诺任意泛函、显式溶剂、体系大小和全部VASP版本都可通用。

5 提取结果#

cd ..
python extract.py work
python extract.py work64

注意 CPM-ion 的 mu_e 已按对应补丁引用了溶剂电势,不要再给它重复加一次FERMI_SHIFT。保留原始日志、完整XML和计算输入,之后才能检查目标电势、原子力与结构的对应关系。

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