vasptool莫尔结构、纳米带与纳米管
从石墨烯与MoS2生成低维初始模型,检查原子数、真空和最近距离。
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下载完整输入、结果和复跑脚本。解压后在集群运行 bash run.sh,结果位于 work/,原结果在 reference/。这是19个工具流程的实操资料,不会自动启动新的VASP计算。
1 准备结构与模块#
module load vasptool/1.5.2
石墨烯和MoS2的实际输入在资料包相应 reference/ 目录。MoS2使用a=3.18 Å、层厚3.19 Å、面内120°基矢、3原子原胞;真空沿第三方向。手性指标依赖输入基矢,不能把不同60°/120°约定下的原子数直接比较。
2 双层石墨烯莫尔模型#
新目录准备两个层的文件,名称为POSCAR1和POSCAR2:
cp reference/moire-ready/POSCAR graphene.vasp
mkdir graphene-moire
cp graphene.vasp graphene-moire/POSCAR1
cp graphene.vasp graphene-moire/POSCAR2
cd graphene-moire
vasptool --feature moire-superlattice
两个输入文件已经存在时,按提示输入:
3.35 15
当前程序输出40个候选,从4原子到18724原子。数目较大只是完成几何生成,不能据此认为已经计算了这些模型的电子结构。先看小胞,再按实际晶格失配和资源选择较大胞。
输入层间距3.35 Å、真空15 Å;当前输出带有约0.05 Å的几何余量,最小4原子模型实测层间距3.40 Å、真空15.05 Å。应读取输出坐标核对实际间距,不只看输入数字。

3 MoS2手性纳米带#
在新目录复制资料包的MoS2 POSCAR:
vasptool --feature chiral-nanoribbon
依次输入 6 2 和 10。本例产生84原子(Mo28S56),最近周期原子距离约2.432 Å。10为菜单要求的真空参数,仍需检查实际晶胞和所有非周期方向的隔离。
纳米带边缘没有自动完成适合你材料的化学钝化。计算前应决定边缘终止、磁性、真空与优化自由度。
4 MoS2手性纳米管:不要跳过距离检查#
vasptool --feature chiral-nanotube
依次输入:
6 2
1
10
分别表示手性、当前菜单的顺时针选项、真空。本例84原子,最近距离约1.553 Å,明显短于平面MoS2的Mo–S近邻距离。它说明卷曲后内侧原子靠得很近,不能直接当成已合理优化的结构。
改用较大管径,在独立目录输入:
12 4
1
10
得到168原子,程序报告半径约5.356 Å、周期长度约14.573 Å;最近周期距离约2.219 Å。距离改善后仍需要松弛和稳定性检查。
5 用终端检查输出#
module load ase/3.29.0
python - <<'CHECK'
from ase.io import read
from ase.neighborlist import neighbor_list
from pathlib import Path
a = read(next(Path('.').glob('NANOTUBE*.vasp')))
print('原子数:', len(a))
print('晶胞:', a.cell)
print('最近周期距离/Å:', neighbor_list('d', a, 3.0).min())
CHECK
距离计算按文件周期边界处理。先检查孤立管是否与横向镜像相隔足够远,再设定相应k网格。这里提供的是初始结构构造和检查流程,没有提供这些低维模型的DFT优化能量或稳定性结论。