一、INCAR 文件概述 #
1.1 INCAR 文件是什么 #
INCAR 是 VASP 的“控制参数文件”，决定“算什么、怎么算”。VASP 运行需要四个输入文件：INCAR（控制参数）、POSCAR（结构）、POTCAR（赝势）、KPOINTS（K 点）。INCAR 告诉 VASP 执行什么类型的计算（结构优化、静态自洽、能带、态密度、磁性、分子动力学、声子、过渡态等）、采用什么算法、收敛标准、计算精度、输出内容等。可以说，INCAR 直接决定了计算的物理模型与数值精度，是四个输入文件中最核心、最需要花心思的一个。
1.2 INCAR 文件的格式与语法 #
（1）INCAR 是纯文本文件，文件名必须为 INCAR（无扩展名，大小写严格），每个参数一行，格式为“参数名 = 数值”，例如 ISTART=0、ENCUT=520。
（2）等号前后可以有空格也可以没有，不影响读取；参数名不区分大小写，但建议统一大写，数值类型（整数、实数、字符串、逻辑值）由 VASP 自动识别。
（3）以 # 或 ! 开头的内容为注释；行内 # 之后的内容也被视为注释（例如 “NSW=50 # 离子步数” 可正常读取 NSW=50）。注意：一定不要使用 Tab 键分隔，应使用空格。
（4）布尔型参数用 .TRUE. / .FALSE.（也可简写 .T. / .F.），如 LWAVE = .FALSE.。
（5）VASP 对未写出的参数使用内置默认值；对拼写错误或无法识别的标签给出警告并忽略（OUTCAR 中会有提示）。因此参数名务必拼写正确，写之前先查 VASP Wiki。
（6）推荐原则：只写自己理解的参数，与当前计算无关的参数一律不写，标签越少越好（减少出错与干扰）。Rubbish in, Rubbish out!
1.3 编辑器选择 #
所有输入文件都是文本文件。Windows 推荐 notepad++（注意将换行符转为 LF、编码保持 UTF-8 无 BOM 或 ASCII），Linux 推荐 vim 或 nano。任何时候都不推荐在 Windows 系统上直接编辑 VASP 输入文件再上传集群，容易出现换行符（CRLF）与编码问题导致报错。
二、参数分类简介 #
2.1 系统与总体控制参数 #
SYSTEM：任务名称，仅作备注，不影响计算（如 SYSTEM = Si_bulk）。
ISTART：是否读取 WAVECAR 作为波函数初值。0 表示从头开始（默认，不读 WAVECAR）；1 表示读取 WAVECAR 并继续迭代；2 表示完全读取 WAVECAR（不重新优化波函数，一般用于能带等后续计算）。修改体系结构后必须设 ISTART=0 或删除 WAVECAR。
ICHARG：电荷密度初值来源。0 表示由波函数计算（与 ISTART 配合）；1 表示从 CHGCAR 读取电荷密度；2 表示由原子电荷密度叠加得到（默认，从头计算常用）；10、11、12 为读取 CHGCAR 后保持不变的“非自洽”模式（能带、态密度计算常用 ICHARG=11）。
PREC：计算精度，取值 Low、Medium、High、Accurate。决定默认的平面波截断能（ENCUT 相关）、FFT 网格、力与应力收敛标准等。一般推荐 High 或 Accurate；金属体系或高精度计算常用 Accurate。
ENCUT：平面波截断能（eV），影响精度与速度的最重要参数之一。原则上应不小于 POTCAR 中推荐的 ENMAX，一般取 ENMAX 的 1.2～1.5 倍（常见 400、450、500、520、600 eV）。正式计算前应做 ENCUT 收敛性测试（能量差小于 1 meV/原子）。
GGA：交换关联泛函类型。PE（PBE，默认）、PS（PBEsol）、RP（revPBE）、AM（AM05）、91（PW91）、RE（revPBE 变体）等。磁性、吸附能等计算中泛函选择很重要，如吸附能常用 PBE + 范德华修正。
ADDGRID：是否在电荷密度计算时使用更密的 FFT 网格（.TRUE./.FALSE.），对含 d、f 电子的体系精度有帮助，默认 .FALSE.。
2.2 电子步（自洽迭代 SCF）参数 #
EDIFF：电子步能量收敛标准（eV），默认 1E-4（旧版本）或 1E-5。高精度计算建议 1E-5～1E-6；注意 EDIFF 与 EDIFFG 的区别：EDIFF 是电子步收敛，EDIFFG 是离子步收敛。
NELM：最大电子步数，默认 60。若电子步在 NELM 内未收敛，VASP 会停止并报错（需增大 NELM 或调整收敛参数）。
NELMIN：最小电子步数，默认 2，一般无需修改。
NELMDL：开始电荷混合前不更新的电子步数，默认 -5（自动）。若计算初期出现电荷密度振荡可适当增大。
ALGO：电子步迭代算法。Normal（默认，Davidson+RMM-DIIS 混合）、Fast、VeryFast（更快但更激进）、Exact（精确对角化，小体系用）、Damped（旧版阻尼算法，收敛困难时尝试）、Conjugate（共轭梯度，适用于难收敛体系）。若默认算法不收敛，可尝试 ALGO=VeryFast 或 Damped。
AMIX / AMIN：电荷密度混合参数（默认 AMIX=0.4、AMIN=0.1）。电子步收敛困难时，可降低 AMIX（如 0.2）并配合 AMIN（0.01～0.05）帮助收敛。
BMIX：自旋密度混合参数（默认 1.0），磁性体系收敛困难时可降低（如 0.3～0.5）。
LREAL：是否使用实空间投影。.FALSE. 表示倒空间计算（更精确，推荐小体系与高精度计算）；.TRUE. 表示实空间投影（更快，适用于大体系，如数百原子）；Auto 表示自动判断（推荐，速度与精度折中）。
LWAVE、LCHARG：见 2.6 输出控制。
2.3 离子步（结构优化）参数 #
IBRION：离子运动方式。-1 表示离子不动（静态计算）；0 表示分子动力学（与 MDALGO 配合）；1 表示 RMM-DIIS 准牛顿算法（默认，适用于较平滑的势能面，速度快）；2 表示共轭梯度算法（更稳健，势能面复杂时推荐）；3 表示阻尼分子动力学（旧版默认，已被 1/2 取代）；5、6、7、8 为有限差分/声子相关模式（见 2.9）。
ISIF：控制优化的自由度：0 只优化原子位置（晶胞固定，常用于表面、分子、吸附体系）；1 优化原子位置+晶胞体积（形状不变，常用于各向同性压力）；2 优化原子位置+晶胞形状（体积不变）；3 优化原子位置+晶胞形状+体积（全弛豫，晶体最常用）；4、5、6、7 为只优化晶胞或固定离子的特殊情形（一般不常用）。注意：对于只优化原子位置的计算，ISIF 必须设为 0 或 2。
NSW：最大离子步数。NSW=0 表示不做结构优化（只做电子自洽）；结构优化一般设 50～200；分子动力学设 1000 以上。
EDIFFG：离子步收敛标准。若为正值，表示能量差（eV），如 EDIFFG=1E-3；若为负值，表示力的收敛标准（eV/Å），如 EDIFFG=-0.02 表示所有原子受力最大值小于 0.02 eV/Å 时收敛。工程上推荐用力的标准（-0.02 或 -0.01），更严格更可靠。
POTIM：离子步长（默认 0.5），IBRION=1 或 2 时一般不用修改；若优化振荡可减小（如 0.1～0.2）。
IOPT：IBRION=1 时选择优化算法（0 为默认，1 为 FIRE，2 为 LBFGS 等），一般保持默认。
2.4 电子态占据与展宽参数 #
ISMEAR：能带占据数的展宽方法，是新手最容易出错的地方。-5 为四面体法（Blöchl 修正，仅适用于半导体/绝缘体的静态计算与态密度计算，且 K 点要足够密）；-4 为未修正的四面体法；-3、-2 为其他变体；-1 为费米展宽；0 为高斯展宽（通用，金属和半导体都可用，但金属用 1/2 更好）；1 和 2 为 Methfessel-Paxton 方法（金属体系推荐 1，结构优化推荐）；正数越大展宽越平滑。
SIGMA：展宽宽度（eV），默认 0.2。金属体系常用 0.1～0.2（配合 ISMEAR=1）；半导体/绝缘体用 ISMEAR=-5 时 SIGMA 不影响结果；SIGMA 太小难收敛，太大能量误差增大（应外推至 SIGMA→0 或使用四面体法）。
LORBIT：是否输出投影态密度。0 不输出（默认）；1 输出 DOSCAR 的总态密度；2 输出角动量分辨的态密度；10/11 输出 DOSCAR 中的投影态密度和 PROCAR 文件（用于画分波态密度、轨道成分分析），推荐 11。
2.5 磁性计算参数 #
ISPIN：是否考虑自旋极化。1 为非自旋极化（默认）；2 为自旋极化，磁性体系（铁磁、反铁磁、顺磁等）必须设置。
MAGMOM：每个原子（或按元素顺序）的初始磁矩（单位 μB）。写法如 MAGMOM=5 5 -5 -5（依次对应各原子）或 MAGMOM=4*0（4 个原子均为 0）。合理的初值（接近预期磁矩）有助于磁性体系收敛到正确的磁序；金属如 Fe、Co、Ni 常用 5、2、1 等初值。
LNONCOLLINEAR：是否考虑非共线磁性（.TRUE./.FALSE.），用于自旋方向随位置变化的体系（如螺旋磁性、拓扑磁性）。
LSORBIT：是否考虑自旋轨道耦合（SOC，.TRUE./.FALSE.），重元素体系、拓扑材料、磁各向异性计算需要开启，计算量显著增大。
LMAXMIX：写 CHGCAR 时投影到球谐函数的最高角动量（默认 2），磁性、SOC 计算建议设为 4（d 电子）或 6（f 电子），否则续算时磁矩信息可能丢失。
2.6 输出控制参数 #
LWAVE：是否写 WAVECAR 文件（默认 .TRUE.）。WAVECAR 体积很大，若后续不需要续算可设 .FALSE. 节省磁盘。
LCHARG：是否写 CHGCAR 文件（默认 .TRUE.），后续能带、态密度、电荷分析等计算常需读取 CHGCAR，一般保持 .TRUE.。
LVTOT：是否写 LOCPOT 文件（静电势，.TRUE./.FALSE.），功函数、静电势分析需要。
LELF：是否写 ELFCAR 文件（电子局域函数，.TRUE./.FALSE.），化学成键分析常用。
NWRITE：输出详细程度（0～3），默认 2；调试时可设 1 或 0 减少输出。
2.7 范德华力修正参数 #
IVDW：范德华力修正方法。0 表示关闭（默认）；10/11 为 DFT-D2（Grimme）；12 为 DFT-D3（Grimme 零阻尼）；202/204 为 DFT-D3(BJ)（Becke-Johnson 阻尼，推荐）；13/14 为 DFT-D4。含分子晶体、层状材料（石墨烯、MoS2 等）、吸附体系（分子在表面）强烈建议开启 D3 或 D3(BJ)，否则层间距、吸附能会严重偏低。
2.8 DFT+U 修正参数 #
LDAU：是否开启 DFT+U（.TRUE./.FALSE.），用于强关联体系（过渡金属氧化物、稀土化合物等）局域轨道（d、f 电子）的库仑修正。
LDAUTYPE：+U 方法类型，1 为 Liechtenstein（原子球近似），2 为 Dudarev（默认，只用一个有效 U 值，写法简单），3 为 DFT+U 的 Liechtenstein 全形式。常用 LDAUTYPE=2。
LDAUL：每个元素的角动量通道（-1 不修正，0 为 s，1 为 p，2 为 d，3 为 f），按元素顺序排列，如 LDAUL=2 表示第一个元素加 d 通道 U。
LDAUU / LDAUJ：每个元素的 U 值和 J 值（eV）。Dudarev 方法（LDAUTYPE=2）中有效 U 为 U-J，直接写 LDAUU 即可。常见取值：过渡金属氧化物 U≈3～7 eV（如 Ni 6.2、Co 4.0、Fe 4.0 等），需参考文献或做 U 值测试。
2.9 杂化泛函（HSE06）参数 #
LHFCALC：是否开启杂化泛函（.TRUE./.FALSE.），如 HSE06。计算量大（比 PBE 慢一两个数量级），一般先用 PBE 做结构优化，再用杂化泛函算能带、带隙、态密度等电子性质。
HFSCREEN：杂化泛函的屏蔽参数。HSE06 用 0.2（Å⁻¹）；PBE0 用 0（全局杂化）；HF 为 1E-6 等。
AEXX：Hartree-Fock 交换比例（HSE06 为 0.25，PBE0 为 0.25）。
PRECFOCK：Fock 交换部分的 FFT 网格精度（Low/Medium/High/Fast），建议与 PREC 一致或 High。
2.10 分子动力学（MD）参数 #
MDALGO：分子动力学算法。0 表示不进行 MD（默认）；1 表示 NVT 系综（Nose-Hoover 恒温器）；2 表示 NVT 系综（Andersen 恒温器）；3 表示 NpT 系综（Langevin 恒温器+恒压）；11、21 等为 NVE 系综变体。常用 MDALGO=1（NVT）。
TEBEG / TEEND：MD 的起始/结束温度（K），如 TEBEG=300、TEEND=300（恒温），或退火时 TEEND 不同。
SMASS：Nose-Hoover 恒温器质量参数（-1 表示 NVE 系综；0 表示 Anderson 恒温器只改变速度；正数控制温度耦合强度）。
POTIM：MD 的时间步长（fs），如 POTIM=1 或 2（fs）；注意 MD 时 POTIM 单位是飞秒。
NBLOCK：每隔多少步写一次轨迹（默认 1）。
2.11 声子、弹性常数等有限差分参数 #
IBRION=5 / 6 / 7 / 8：5 表示有限差分法计算力常数（配合 Phonopy 用 IBRION=8 或单独）；6 表示有限差分计算弹性常数（配合 ISIF=3、NFREE=2 或 4）；7 表示 DFPT 声子计算（VASP 内置，配合 NWRITE=3 输出）；8 表示有限位移法声子计算（供 Phonopy 使用，配合 POTIM=0.01～0.02 的位移）。
NFREE：弹性常数计算中每个方向扰动的位移数（2 或 4）。
2.12 并行计算参数 #
NCORE：每个“组”使用的核数（共享内存并行），推荐 NCORE=每个节点核数（如 8、16、32）。NCORE 与 NPAR 不能同时设置。
NPAR：并行 band 数（旧参数），一般 NPAR=总核数开平方（如 64 核用 8）。VASP 6 建议用 NCORE 替代。
KPAR：K 点并行数，K 点很多时设置（如 2、4），不能超过 K 点数。
LPLANE：平面波数据按平面分布（.TRUE./.FALSE.），大体系可改善内存分布。
2.13 特殊与进阶参数 #
NELECT：手动指定体系总电子数（默认由赝势自动确定），用于带电体系、缺陷电荷态计算，如 NELECT=总电子数-1 表示体系带一个正电荷。
IDIPOL / LDIPOL：偶极修正参数，用于表面、界面、分子吸附等存在净偶极的体系（消除周期性镜像相互作用）。LDIPOL=.TRUE. 开启；IDIPOL 指定偶极方向（1、2、3 对应 x、y、z）。
VOSKOWN：Vosko-Wilk-Nusair 插值方案（0/1），一般保持默认。
NEDOS：DOSCAR 中的能量点数（默认 301），画平滑的态密度可增大（如 1000～2000）。
LOPTICS：是否计算光学性质（介电函数，.TRUE./.FALSE.），需要较大的 NBANDS（建议默认的 2 倍）和密集 K 点。
NBANDS：计算能带数（默认由体系自动确定），光学、GW 等计算需增大。
三、不同计算类型的 INCAR 模板 #
以下模板整理自全网教程与 VASPKIT 生成模板，实际使用时请结合体系特点与文献微调。
3.1 结构优化（晶体，全弛豫） #
SYSTEM = Relax
ISTART = 0
ICHARG = 2
PREC = Accurate
ENCUT = 520
EDIFF = 1E-5
EDIFFG = -0.02
IBRION = 2
ISIF = 3
NSW = 100
ISMEAR = 0
SIGMA = 0.05
LREAL = Auto
LWAVE = .FALSE.
LCHARG = .TRUE.3.2 静态自洽计算（结构优化后的单点计算） #
SYSTEM = Static
ISTART = 0
ICHARG = 2
PREC = Accurate
ENCUT = 520
EDIFF = 1E-6
IBRION = -1
NSW = 0
ISMEAR = -5
LREAL = .FALSE.
LWAVE = .FALSE.
LCHARG = .TRUE.
LORBIT = 113.3 能带计算（非自洽，读取自洽的 CHGCAR） #
SYSTEM = Band
ISTART = 1
ICHARG = 11
PREC = Accurate
ENCUT = 520
EDIFF = 1E-6
IBRION = -1
NSW = 0
ISMEAR = 0
SIGMA = 0.05
LREAL = .FALSE.
LWAVE = .FALSE.
LCHARG = .FALSE.说明：能带计算需要先做静态自洽得到 CHGCAR，再复制 CONTCAR 为 POSCAR，KPOINTS 改为高对称 K 点路径（Line-mode）。
3.4 态密度计算（高密度 K 点网格） #
SYSTEM = DOS
ISTART = 1
ICHARG = 11
PREC = Accurate
ENCUT = 520
EDIFF = 1E-6
IBRION = -1
NSW = 0
ISMEAR = -5
LORBIT = 11
LREAL = .FALSE.
LWAVE = .FALSE.
LCHARG = .FALSE.
NEDOS = 10003.5 磁性计算（以铁磁金属为例） #
SYSTEM = Magnetic
ISTART = 0
ICHARG = 2
PREC = Accurate
ENCUT = 520
EDIFF = 1E-5
ISPIN = 2
MAGMOM = 5 5 5 5
IBRION = 2
ISIF = 3
NSW = 100
ISMEAR = 1
SIGMA = 0.1
LREAL = Auto
LWAVE = .FALSE.
LCHARG = .TRUE.3.6 分子动力学（NVT 系综） #
SYSTEM = MD
ISTART = 0
ICHARG = 2
PREC = Normal
ENCUT = 400
EDIFF = 1E-4
IBRION = 0
ISIF = 2
NSW = 1000
MDALGO = 1
SMASS = 2
TEBEG = 300
TEEND = 300
POTIM = 1
ISMEAR = 0
SIGMA = 0.1
LREAL = Auto
LWAVE = .FALSE.
LCHARG = .FALSE.四、常见问题与收敛技巧 #
4.1 ISMEAR 与 SIGMA 的选择 #
（1）金属：ISMEAR=1（Methfessel-Paxton）或 0（高斯），SIGMA=0.1～0.2；禁止用 -5（四面体法）做金属的优化或能量计算（能量不准确）。
（2）半导体/绝缘体：静态计算与态密度用 ISMEAR=-5（四面体法），K 点需足够密；结构优化可用 0（高斯）+ 较小 SIGMA（0.05）。
（3）含空带较多的体系（如能带、光学、GW 计算）建议 ISMEAR=0 配合适当 SIGMA。
（4）SIGMA 收敛测试：对金属可比较不同 SIGMA（0.05/0.1/0.2/0.4）的总能，取稳定区间的值。
4.2 电子步不收敛怎么办 #
（1）检查结构：POSCAR 中原子间距是否合理（不能过近）、初始磁矩 MAGMOM 是否合理。
（2）调整混合参数：降低 AMIX（0.2～0.1）和 AMIN（0.05～0.01）；磁性体系降低 BMIX（0.5～0.3）。
（3）更换算法：ALGO=VeryFast 或 Damped（旧体系）、Exact（小体系）。
（4）增大 NELM（如 100～200）并提高 EDIFF（1E-4）先粗收敛，再逐步收紧。
（5）增大 SIGMA 帮助收敛（金属），或先用粗 K 点/低 ENCUT 预收敛再提高精度。
（6）查看 OUTCAR 中每个电子步的能量变化与振荡情况，判断是振荡还是缓慢下降。
4.3 结构优化不收敛怎么办 #
（1）先做低精度预优化：降低 ENCUT、用较粗 K 点、EDIFFG=-0.05，再提高精度精优化。
（2）更换算法：IBRION=1 换 2，或反之；减少 POTIM（0.1～0.3）。
（3）检查 ISIF 是否合理：晶胞与原子同时优化时若初始结构偏离过大，可先 ISIF=2（固定体积）优化原子，再 ISIF=3 全弛豫。
（4）增大 NSW；若在 NSW 内未收敛但能量已在振荡，取 CONTCAR 中最优构型继续优化。
4.4 参数拼写与常见低级错误 #
（1）参数名拼写错误会被 VASP 忽略并警告（OUTCAR 中可查），如 ISMEAR 写成 ISMEAR=、IBRION 写成 IBRON 等。提交前检查 OUTCAR 开头读取的参数列表。
（2）逻辑值必须用 .TRUE./.FALSE.（或 .T./.F.），不能写 TRUE/FALSE。
（3）不要用 Tab 键缩进；文件末尾保留换行；检查文件编码与换行符（Linux 下用 file、dos2unix 检查）。
（4）修改 ENCUT、ISMEAR、结构等关键设置后，删除 WAVECAR（必要时 CHGCAR）再计算，避免旧数据干扰。
（5）磁性计算必须设 ISPIN=2 并检查 OUTCAR 中磁矩是否符合预期；非磁性体系误开 ISPIN=2 会浪费一倍算力。
（6）结构优化后务必把 CONTCAR 复制为 POSCAR 再继续下一步计算（静态、能带等）。
4.5 收敛性测试规范 #
正式计算前建议完成：① ENCUT 收敛测试（400/450/500/550/600 eV，能量差小于 1 meV/原子）；② K 点收敛测试（网格逐级加密，能量差小于 1 meV/原子）；③ SIGMA 收敛测试（金属体系）。这是保证计算结果可靠的基本规范，也是论文审稿人最常关注的点。
