采用MS建模的基本步骤

lanjh 20070409

第一种情况: 从程序自带的各种晶体及有机模型中导入体系的晶胞

1．

打开MS，由file>import>structures>metals>pure-metals>Fe导入Fe的晶胞。

2．

由build>Surfaces>cleave

Surfaces打开对话框.

在对话框中输入要建立的晶面(hkl)，选择position，其中depth控制晶面层数。

3．

进入build>Supercell，输入A

、B 、C的值，得到想要的超晶胞。

4． 到该步骤，我们已经建立了一个周期性的超晶胞。如果要做周期性计算，则应选择build>Crystals>build

vaccum

slab，其中真空层通常选择10埃以上。如果建立团簇模型则选择build>Symmetry>Non-periodic

Structure，去掉模型的周期性，并跟据自己的实际需要删除部分原子，得到想要的团簇模型。

5． 在表面插入分子时通过菜单栏上的几个小图标添加即可。

第二种情况: 手动建模，优点是可控制晶格常数。

6． 首先从文献中查到晶体的晶格常数的实验值。

7．

打开build>Crystals>build

crystals，可见到对话框。

在对话框中选择空间群与点群，然后在Lattice

Parameter中设置晶胞基矢的长度及夹角。

8． 然后打开build>Add

atom，从对话框中输入坐标。这里只需输入几个有代表性的原子的坐标，不必全部输入。在坐标输入前首先在option页面中选择coordinate

system，或者分数坐标或者卡迪尔坐标。

9． 以下步骤重复2-5步。

10．

需要注意的是，采取什么样的团簇并不是任意的。原因是很多模型构造出来后在优化过程中往往不收敛。要避免这个问题的办法是查阅文献，参考文献上模型进行选取，因为它们的模型通常是经过试验证实收敛的。

几点说明

1．

与高斯相比，dmol3能够计算的体系更大。如果要研究表面的吸附，而模拟表面的团簇模型又比较大，建议采用dmol3。如果计算的是局部化学反应，而体系也不是很大，则可以使用高斯。

2． 关于是否考虑周期性条件的问题

研究金属表面时，团簇计算方法在前些年由于计算量小曾经被广泛的应用过，直到现在也被很多人在使用着，主要被用来计算吸附和多个分子的共吸附等，即不考虑化学键的断裂。近年来由于国际上计算能力的提升，人们开始考虑周期性条件，这点从JPCA，JPCB，PRL，PRB，JACS等杂志上刊出的文章里也可以看出，但是计算量要大很多。

需要注意的是，由于团簇计算方法没有考虑周期性，即在k空间里只计算了Γ点，采用该方法计算表面的化学键的断裂(即表面扩散问题等)时有可能受到质疑。

3．在研究表面时，通常把团簇固定，只优化吸附在表面的分子，这一点可以通过菜单栏上的Modify>Constraint实现。首先选定团簇中需要固定的原子，然后在下面的对话框中打勾。同时也可以在Measurement里固定部分键长和键角。

4. 关于计算参数设置

主要有几个参数需要注意

1 对于Electronic页面，需要注意的是Core

treatment,对于过渡金属原子通常需要考虑相对论效应，因此一般不使用All

Electron方法。其他几种方法任选。

Basis

set应为DNP，Setup下的Quality一般选fine。为了提高计算速度，一个较好的办法是先用粗糙的Basis

set和Quality进行优化，然后再提高精度。

2

还有一个非常重要的选项是Electronic>More>SCF里的Use

smearing。这个关键字有助于加快收敛，但是设的多大往往会产生错误的结果，它也相当于允许的误差范围。具体设置办法可参考help。

其他的关键字可酌情设置。

备注：这里主要是个人的一些经验和心得，如果发现错误欢迎讨论。版权所有：lanjh

以下的的问题是VASP初学者经常遇到的，列出来共同讨论：

1.TEBEG,TEEND的单位是K吗?

答：是K为单位的。

2.在运算中,直接COPY

POSCAR文件到工作目录就可以吗,用不用再POSCAR或INCAR文件中设定参数来控制POSCAR的赝势的选取方法?

答：不大明白你的问题。在一个工作目录准备好INCAR,POSCAR,POTCAR，KPOINTS这四个文件。先看POTCAR中LEXCH后面的值是什么，如果是CA，那么INCAR中就不用设置GGA了；如果是91，那么就在

INCAR 中输入GGA=91；如果是PE，那么就设置GGA=PE。

3.模拟表面,一般SLAB选多厚?

答：自己多测试不同的厚度后，来确定slab 的厚度

4.在KPOINT文件中,如果选取MONKHORST-pack的K点产生办法,K点相对自动网格移动时怎么回事?

答：你可以看看monkhorst,pack1976年在phys. rev.

b上的文献，他们在文献中给出了对于sc,bcc和fcc三种格子的一种效率很高的k点选取标准。但是这种k-mesh的选取方法并不是将第一个点取在倒空间的原点处，而是有一个shift，比如对于fcc而言，这个shift时(1/8，1/8，

1/8)。但是这种mp方法对于正交格子适用，而对于三方或者六方的格子则并不好。因此这时建议采用gamma点为中心的k-mesh(vasp用户手册)

5.想做表面重构,VASP 能做吗,能用分子动力学模拟吗,怎么设置参数?

答：做重构的计算，一般用分子动力学的方式来模拟。你可以参考文献上模拟表面体系重构的作法。大多是采用比较几个表面模式的能量以及相关的热力学量。

6.不指定电子的总SPIN,会有影响吗,一般 什么体系才考虑自旋?

答：你做的体系是否包含3d-过渡金属离子(V至Ni)或其他含f电子的原子，如果没有的话，可以不考虑自旋极化的计算。

7.表面的原子或分子的运动,扩散还有重构,IBRION怎么设定?

答：是扩散的化，一般用NEB的方法计算其扩散路径或扩散势垒。

8.如果知道一个化合物的组成,想计算它的总能一般应怎么办?同时如果一直组成如何在常温下计算它的稳定结构,比如FeMgCl2？

答：计算总能，自己准备好vasp的输入文件，运算后就直接得到。可能考虑它的结合能比较好。

9.在计算一个系统的稳定结构时，SMASS参数如何设置？

答：看你是计算这个稳定结构的什么性质：计算总能和DOS，用ISMEAR=-5，不用管SMASS。

10.具体给介绍一下STM图像的模拟办法，如何计算特定的能带，还有计算完成后一般去那个文件查找对自己有用的数据？

答：一般来说用parchg做个图就可以了，当然以上方法仅限于T-H近似。

上述文章的作者是elizerbeth，文章来源：songjuntao,valenhou,satchel1979,jiwei@zixia