1.4 授权、单位与文件结构
本页输入是教学模板,本课程未实际执行这些计算。请使用授权安装,核对版本相关选项,并建立自己的收敛证据。
1.4.1 提交计算前的准备
本课程以两个原子的金刚石型硅原胞为例,采用非磁性、半局域 PBE 密度泛函。读者必须具备合法的 VASP 安装与授权的 PBE Si PAW 数据。请向机构管理员确认可执行文件、模块和 MPI 启动方式。网上能下载教程,不等于能公开分发程序或 POTCAR;不要将受限势文件上传到公开 Git 仓库或教学附件。可以分享自编结构、参数、数据集标识,以及许可允许的校验值。POTCAR 官方说明;NSC 安装与使用指南。
先确认能创建目录、检查纯文本,知道批处理队列要求,并能说清所用 Si 势的发行版本和变体。生产并行任务应在分配的计算节点运行。每个科学问题或参数点使用独立目录,例如 01-static、02-cutoff/e400、03-kmesh/k08、04-relax、05-scf、06-bands 和 07-dos,避免后处理覆盖母计算的电荷密度。
1.4.2 四个输入文件,各有责任
| 文件 | 内容 | 应检查什么 |
|---|---|---|
| POSCAR | 晶胞、元素计数与坐标 | 显示周期近邻,核对距离与体积 |
| INCAR | 物理模型与数值控制 | 核对 OUTCAR 中实际采用的标签 |
| KPOINTS | 积分网格或绘图路径 | 检查 IBZKPT 与实际采样点数 |
| POTCAR | 按元素顺序排列的授权 PAW 数据 | 检查标签、价电子、发行版与 ENMAX |
本课程用显式 KPOINTS 便于审查;VASP 也可通过 KSPACING 自动生成网格。实际原子种类由 POSCAR 计数和 POTCAR 数据块顺序共同确定,仅改元素名称并不能修正势错配。多元素体系应按一致顺序使用有授权的数据,并记录这一顺序。POSCAR;KPOINTS。
1.4.3 按用途理解输出
OUTCAR 是详细日志,OSZICAR 是简短迭代记录,CONTCAR 是输出结构。CHGCAR 保存密度及 PAW 相关信息,WAVECAR 保存波函数,两者不能互换。vasprun.xml,以及支持该功能的构建中的 vaspout.h5,方便结构化分析。EIGENVAL、DOSCAR、PROCAR 用于不同的电子结构分析,但必须确认对应数据已实际写出。文件存在不等于作业成功,也不等于它能与新结构兼容。OUTCAR;OSZICAR;CHGCAR。
1.4.4 单位与归一化
ENCUT、SIGMA 和电子能量阈值使用 eV,长度使用 Å,力使用 eV/Å。OUTCAR 的 in kB 表示千巴:\(1\ \mathrm{kbar}=0.1\ \mathrm{GPa}\),不是玻尔兹曼常数。VASP 正的对角应力表示压缩,不能直接照搬其他程序的符号约定。ISIF 应力说明。
总能对应整个模拟晶胞。本例有两个原子,同组成、相容设置之间的每原子能量差为 \(\Delta E_{\mathrm{atom}}=(E_2-E_1)/2\)。不能未经归一化就与八原子常规胞比较;还须保证势、泛函和能量字段定义一致。
1.4.5 练习与产出
写一页运行清单:程序版本/构建、可执行文件、体系与原子数、授权势标识、目标物理量、收敛容限以及目录计划。区分允许公开分享与受许可限制的文件。解释为什么孤立的“总能为 −X eV”缺少晶胞、方法和参考就无法用于科学比较。本练习无需实际运行。