VASP 超精细耦合计算入门
以甲基自由基为例，设置核旋磁比并区分价电子与芯层贡献。
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超精细耦合描述电子自旋与核磁矩的相互作用。它需要明确核素和自旋态，不能只在任意非磁性算例中打开LHYPERFINE就直接解释输出。
1. 准备有未配对电子的结构#
本例是气相甲基自由基CH₃，平面构型，居中放在真空盒里；晶胞固定，只优化原子位置。使用ISPIN=2、NUPDOWN=1，给C非零初始磁矩。优化后的C—H键长约1.0863 Å，最大自由原子力低于0.02 eV/Å。
先在methyl-relax目录执行sbatch run.sh，得到CONTCAR与CHGCAR，再复制到methyl-hyperfine目录，将CONTCAR命名为POSCAR，进行静态计算。
2. 指定核素的旋磁比#
POSCAR元素顺序为C、H。本例按13C和1H取核旋磁比10.7084与42.57748 MHz/T：
ISPIN = 2
NUPDOWN = 1
LHYPERFINE = .TRUE.
NGYROMAG = 10.7084 42.57748
ICHARG = 1
NSW = 0
NGYROMAG每种元素一个数，与POTCAR元素顺序对应；三个H共享同一数值。换核素要换旋磁比；默认值1不能当成任意真实核素的数值。定义见NGYROMAG。
3. 读取接触项与芯层贡献#
OUTCAR的Fermi contact表列出A_tot和A_1c。本次实际结果如下，单位MHz：
| 位点 | A_tot，不含芯层 | A_1c芯层贡献 | 两项相加的各向同性值 |
|---|---|---|---|
| 13C | 168.499 | -97.140 | 71.359 |
| 1H-1 | -65.962 | 0.000 | -65.962 |
| 1H-2 | -66.033 | 0.000 | -66.033 |
| 1H-3 | -65.973 | 0.000 | -65.973 |
VASP的A_tot默认不包含A_1c。 与含芯层效应的参照比较时，应明确是否加上芯层贡献，不能把两种口径混在一起。详细输出约定见LHYPERFINE。
4. 还需要注意什么#
本页展示的是Fermi接触各向同性部分。OUTCAR还会输出偶极各向异性张量；模拟完整EPR谱时还涉及g张量、核素丰度、线宽、取向等，不能只用本表生成任意实验谱。
磁性解、赝势、泛函和结构都会影响耦合。对于总磁矩接近零的体系，还要注意VASP归一化约定，不能解释一个除以极小磁矩后得到的异常大数。本例固定的是双重态参考，不是对所有自旋态的搜索。
环境与下载#
本页使用鸢算科技集群的实际计算数据。VASP 6.6.1、PBE PAW64、ENCUT=550 eV、EDIFF=1E-6；优化自由原子力目标0.02 eV/Å。GPU程序使用NVHPC 25.3、CUDA 12.8、HPC-X 2.22.1和MKL 2023.2构建。声子后处理使用Phonopy 4.8.3、Phono3py 4.8.2；结构和网格读取使用ASE 3.29.0。
附件README说明各目录依赖。准备有权使用的POTCAR，按POSCAR元素顺序组合，再用目录内sbatch run.sh提交。WAVECAR、CHGCAR需由自己的前序计算产生，不随公开包分发。JSON及图片是本次参考数据。