qvasp线性响应计算Ueff

本篇用一个小型Fe2模型讲清Ueff线性响应的操作顺序：先算无扰动基态，再对目标原子施加一系列小势能参数，比较未屏蔽与自洽响应，最后提取Ueff。鸢算科技集群P100和V100 16G均实际运行了相同的19次计算；本例结果是教学参考，不能直接作为任意Fe材料的推荐U值。

下载实际输入、响应数据与安全运行脚本。先看已算好的曲线，不重新运行VASP：

bash run.sh
cat analysis/Fe2-p100-response.csv

1 从常规结构开始#

本例BCC常规胞边长2.87 Å，2个Fe。输入仍以同一种Fe、计数2开始，工具随后会把目标原子单独标记成另一组，便于只给它施加扰动。不要事先把元素标题拆好后再让原生脚本重复拆分。

Fe
 1.0000000000000000
     2.8700000000000001    0.0000000000000000    0.0000000000000000
     0.0000000000000000    2.8700000000000001    0.0000000000000000
     0.0000000000000000    0.0000000000000000    2.8700000000000001
 Fe 
   2
Direct
  0.0000000000000000  0.0000000000000000  0.0000000000000000
  0.5000000000000000  0.5000000000000000  0.5000000000000000

目标是POSCAR中的第2个原子、d通道。qvasp里的轨道选择数字为1表示p、2表示d；它不是原子序号。

实际INCAR为：

SYSTEM = ueff-p100
ENCUT = 450
PREC = Accurate
EDIFF = 1E-6
EDIFFG = -0.02
NCORE = 1
KPAR = 1
NELM = 150
ALGO = Normal
LREAL = .FALSE.
ISMEAR = 0
SIGMA = .2
ISPIN = 2
MAGMOM = 2*2.2
LORBIT = 10
LMAXMIX = 4
LDAUPRINT = 1
NBANDS = 32
IBRION = -1
NSW = 0
ISYM = 0
LWAVE = .TRUE.
LCHARG = .TRUE.

KPOINTS为4×4×4 Gamma网格。LORBIT=10输出投影占据，LMAXMIX=4用于d通道；保持所有扰动分支的几何、k网格、势文件和数值参数一致。

2 模板、基态、响应和提取的顺序#

module load qvasp/2.26
qvasp -ueff

菜单含四步：0生成模板、1计算基态、2执行SCF和NSCF分支、3提取。模板要按材料编辑，本例已经提供实际输入，不能用默认磁矩和收敛设置直接覆盖。

第1步选择目标原子 2、通道 2。第2步采用α=−0.20至+0.20 eV，步长0.05 eV，共9个点，每个点分别进行一次NSCF和一次SCF，加上基态共19次。

未屏蔽分支采用固定电荷密度，屏蔽分支允许电子密度自洽响应。比较的是同一个目标原子的同一投影通道占据，而不是将不同分支的总电子数直接相减。

3 用配套脚本提交实际计算#

sbatch ue-job.slurm
squeue -u "$USER"

脚本申请P100单卡、单MPI进程，使用VASP6.5.1和qvasp2.26。它在 ue-calculation下准备个人输入，顺序完成全部分支；已有同名目录时拒绝覆盖。

原生流程对CHGCAR和WAVECAR使用链接，直接写回可能改变基态文件。资料包的个人运行适配器会先保护基态副本，再为每个扰动分支复制独立文件，并同步等待本次VASP结束；不会修改集群共享qvasp程序。磁性材料还应检查各扰动是否仍属于预期的磁性分支。

作业结束后：

cat ue-calculation/output.wsy

已有完整真实分支的用户也可单独运行第3步：

printf '3
' | qvasp -ueff

资料包默认练习使用实际占据数的明确标注摘录，只重做这一步提取，不冒充重新完成19次DFT。

4 本例的实际结果#

全部9个点在CSV中。按VASP LDAUTYPE=3的参数与响应约定，原生端点公式为 U=1/χ−1/χ₀，得到约3.74401 eV；9点直线拟合约3.75211 eV。不要从另一种外势符号约定机械复制公式后，把结果无说明地翻转符号。

NSCF响应更强，自洽屏蔽后的斜率更小。除了看一个最终数字，还要检查占据数是否平滑、内外扰动区间是否近似线性、是否出现磁态跳变，并比较更大超胞、k网格与扰动范围。本例小胞、特定投影和数值设置的结果不能当作可迁移的材料常数。

方法和符号说明见VASP官方U线性响应实例。