VASP 专题

VASP实算教程导航

按想计算的性质找教程,从结构、电子、光谱、热学进入对应实算流程。

更新于 2026-10-25约 6 分钟阅读按任务与环境选择适用配置
阅读本篇目录

先确定想得到什么结果,再选择计算路线。这里把实算教程按目标整理在一起;每篇提供模型、输入步骤、集群计算结果及适用范围。

如果还在判断VASP和相关扩展能做什么,先读VASP体系与性质计算全景指南;如果准备开始提交任务,先读集群快速上手和VASP GPU参数指南。

使用这些算例的方法#

  1. 选择与目标接近的体系和性质,先看文章中的模型与边界。
  2. 下载输入,准备有权使用且元素顺序一致的POTCAR,核对软件模块。
  3. 按文章顺序提交任务;需要前置结果的计算,等前一步结束再继续。
  4. 检查电子收敛与所需结构条件,再用提取脚本处理自己的结果。
  5. 换成自己的材料后,重新检查截断能、k点、超胞、真空及采样长度。

本组通常采用EDIFF=1E-6;结构优化的自由原子力目标为0.02 eV/Å。晶胞是否优化、哪些原子固定,必须以具体任务为准。静态扫描、有限位移和分子动力学中的瞬时力不是结构优化终止条件。

结构、能量与力学#

教程 主要用途
VASP 结构优化:晶胞、原子与二维材料 分清晶胞优化与原子位置优化,参照Si、MoS₂和Cu表面的实算完成自己的结构优化。
VASP optcell约束晶胞优化 用正交石墨烯超胞,演示只放松面内晶胞、保持真空方向不变。
VASP 能量计算:内聚能、结合能与反应能 用Cu原子与体相、水二聚体和水煤气变换反应学习参照能量、符号与结果提取。
VASP 形成能与相稳定性入门 用Cu–Au的小型实算集合学习形成能、混合焓、分解能、凸包和化学势范围。
VASP 状态方程与高压相比较 从Si的五个体积点得到平衡体积和体积模量,再用压力优化与静态能量比较两种结构。
VASP 表面、层间、界面与晶界能量 从Cu表面到石墨层间、石墨烯/h-BN与Cu孪晶界,理解能量参照、面积和界面个数。
VASP 小规模结构搜索入门 用三个随机Si初始结构演示生成候选、几何优化、能量排序和结构去重的基本流程。
VASP 弹性常数与力学性质入门 从硅的小应变与应力计算,理解固定离子、弛豫离子弹性常数,以及模量、各向异性和力学稳定性。
VASP 二维弹性与应变加载 用石墨烯和硅说明二维刚度单位、应变约束和拉伸曲线怎样读取。
VASP 刚性滑移能曲线入门 用Cu(111)周期模型,说明滑移路径、界面数量和能量面积归一化。
VASP应变对带隙的影响 用硅的等比例晶胞应变,比较固定k网格上的电子带隙趋势。

电子结构、磁性与极化#

教程 主要用途
VASP 能带、DOS与有效质量 从同一SCF密度出发,计算硅的能带与纵向、横向电子有效质量。
yskit VASP分段能带工作流:使用与实测 从yskit菜单生成路径、准备SCF、逐段计算并提取结果;含默认每段20点及128原子显存实测。
VASP 态密度、d带中心与电子局域化 用硅和铜的实算输出,学习DOS、轨道投影、电荷密度和ELF的不同读法。
VASP 原子电荷与COHP成键分析 用NaCl的Bader电荷与硅的LOBSTER结果理解电子转移和成键指标。
VASP与critic2电子密度拓扑 用NaCl实算寻找临界点和键径,理解密度、拉普拉斯与拓扑连接的含义。
VASP与Wannier90插值入门 用硅的四个价带Wannier函数,检查局域化与直接DFT能带的一致性。
VASP 磁性入门:磁矩与不同磁态比较 用同一铁晶胞比较自旋极化、反平行初始磁矩和非磁态,理解初态、最终磁矩及能量比较。
VASP SOC与磁各向异性入门 用铁的三个磁化方向说明SOC设置、微小能差和易轴判断的精度要求。
VASP DFT+U计算入门 用固定NiO结构上的U参数对照,学习LDAU设置、带隙和局域磁矩读取。
VASP 极化、介电与压电入门 用ZnS把Berry相位极化变化、Born电荷及电子/离子响应联系起来。
VASP 铁电软模、双势阱与极化路径 以BaTiO₃为例,从软模位移到能量曲线,说明极化分支的连接方法。

光学、振动与局域探针#

教程 主要用途
VASP 光学谱:从介电函数到吸收与反射 以硅的实算说明LOPTICS计算顺序,以及介电函数、折射率、吸收、反射和损失函数的转换。
VASP GW与BSE光谱入门 按SCF、空带、GW、BSE的顺序完成硅的示例,区分准粒子与光学激发。
VASP 分子振动与热化学修正 用水分子的实际频率计算,理解振动模式、零点能以及温度和压力下的理想气体自由能。
VASP分子红外频率与相对强度 用水分子有限位移,同时提取力常数和偶极导数,区分频率与红外强度。
VASP振动中的同位素效应 复用水分子实算力常数,比较H₂O、HDO与D₂O频率和零点能。
VASP NMR、EFG与结构衍射入门 通过水分子屏蔽张量、电场梯度和硅理论XRD,区分不同局域与结构探针。
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。
VASP 分波电荷与STM图像入门 从收敛Cu(111)波函数提取占据与空态窗口,绘制恒高积分LDOS示意。

声子、热学与输运#

教程 主要用途
VASP 晶体声子与热容计算 用硅的有限位移实算,串起超胞、原子力、声子色散、态密度和热容。
VASP声子到动态结构因子 用硅的实算力常数计算单声子散射强度,理解色散相同但散射权重不同。
VASP 声子群速度、Grüneisen参数与原子振幅 在硅的实算二阶力常数上,提取模分辨性质和温度相关原子均方位移。
VASP 准谐自由能与热膨胀入门 在五个体积分别算硅的声子,理解自由能、平衡体积和热膨胀的关系。
VASP 非谐声子与晶格热导入门 从三阶位移到phono3py热输运,展示硅的三个q网格实际对比。
VASP 声子寿命、平均自由程与边界散射 从Phono3py实算结果拆解热导贡献,并展示简单漫散射边界近似。
VASP 电子输运与热电入门 将硅的均匀网格能带交给BoltzTraP2,得到载流子浓度、Seebeck和电导除以弛豫时间。
VASP AIMD与轨迹分析入门 通过硅的250步轨迹学习恒温设置、温度检查、周期展开和MSD。
VASP MLFF训练与独立检验 从短程在线训练到未参与训练的结构对照,判断力场能否用于后续模拟。

表面、分子、缺陷与反应#

教程 主要用途
VASP 表面吸附能与位点比较 以H吸附Cu(111)为例,从固定底层的结构优化到一致参照下的吸附能。
VASP 吸附自由能与析氢入门 在Cu(111)的H吸附能上,加入实算振动和H₂气体热化学修正。
VASP 电荷密度、ELF与表面功函数 讲清CHGCAR、ELFCAR和LOCPOT各自表示什么,用Cu(111)实算提取真空平台与功函数。
VASP 分子电离能与电子亲和能 用水分子和氟原子的电荷态总能量差,学习固定几何计算和真空盒对照。
VASPsol 隐式溶剂计算入门 以水分子的固定几何对照,说明溶剂模型、模块选择和能量差提取。
VASP 色散修正与层间距离扫描 用双层石墨烯的PBE和D3(BJ)对照,学习层间作用的建模与能量参照。
VASP 插入电压、容量与体积变化 以一个Li插入16个Si的稀释模型,演示金属参照、容量换算和体积比较。
VASP 中性空位形成能计算 从完整超胞删去一个硅原子,完成结构优化、化学势参照与形成能计算。
VASP 反应路径与过渡态入门 以H与H₂交换反应说明端点、插值、爬坡NEB和虚频检查。

泛函、数据与合金建模#

教程 主要用途
VASP 泛函与扩展怎样选择 比较同几何、同k网格的硅带隙示例,并区分U、色散、Libxc和专用接口。
VASP Libxc 泛函库:版本选择与使用指南 五个VASP CPU版本接入Libxc 7.1.2;通过yskit选择脚本,设置PBE、SCAN、r²SCAN或PBE0,并检查计算结果。
VASP HDF5结果与py4vasp提取 用硅的实算文件,提取能量、原子力和DOS,减少手工复制结果。
ATAT SQS 结构生成 生成16/32/64原子Cu–Au、三元Nb–Mo–Ta及固定N子晶格SQS,检查关联误差并导出结构。
ATAT 二元簇展开实算 用29个Cu–Au的实际VASP能量建立簇展开,阅读形成能、交叉验证及参数精度对照。
ATAT 蒙特卡洛与相边界 用给定哈密顿量执行独立重复采样和phb追踪,读懂浓度、关联函数和统计误差。

阅读数值时注意#

不同泛函、不同赝势和不同能量口径的结果不能直接拼接。吸附能需要统一参照,光谱强度需要对应响应量,输运系数需要说明散射假设。教程中的短轨迹、小超胞或稀疏网格用于解释流程;具体材料结论需要按研究目标继续检查精度。

需要根据你的体系选择资源?联系讨论计算需求。实际可用软件与权限,以当前账户和运行环境为准。

查看配图

放大后可滚动查看细节,按 Esc 关闭。

100%查看原图 ↗