計算で必要なファイルは以下の4つです。
- INCAR (キーワードの指定)
- POSCAR (初期構造)
- POTCAR (ポテンシャル)
- KPOINTS (k-pointの指定)
ただし上記以外のファイル名や英小文字にすると認識しません。
INCARのキーワードで注意しなければならないのはNBANDS(バンド数)です。
バンド数は全原子の価電子の数で決まり、通常は全価電子数の1/2個以上をバンド数として取ります。
しかし、磁性を持つ金属を扱う場合はスピンを考慮した計算(ISPIN=2)が必要であるため、
以下の式で換算された値以上を取ります。
バンド数 ≧ (価電子数÷2＋磁化率÷2)×原子数
計算時間はカットオフエネルギー、K-pointでほぼ決まります。
どれも一般的に値が大きいほど精度は上がりますが、計算コストが莫大に増加します。
まず上記2つの値に対してエネルギーや格子定数の収束を確認してください。
収束を確認した値を用いたほうが、効率的かつ信頼できるデータとなります。
BCC格子であるFe(1×1×1)セルのSCF計算を例に挙げます。
INCARは実行したい計算のキーワードを書きます。金属格子のSCF計算の場合、
以下のキーワードが最低限必要になります。
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SYSTEMPRECENCUTIALGONBANDSGGAISPINEDIFFISMEAR
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= Fe2= Normal= 360= 48= 16= PE= 2= 1E-8= 1
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:タイトル
:計算精度
:カットオフエネルギー(POTCARにデフォルトの値が記載)
:ハミルトニアンの固有エネルギーを求める計算手法(48:RMM-DIIS法)
:バンド数
:ポテンシャル
:スピンを考慮(1:しない 2:する)
:SCFの収束条件
:金属などで用いられる(Smearingの詳細は各自調べてください)
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POSCARでは、計算に使うセルの大きさと原子の種類、個数、位置を指定します。
セルは3次元ベクトルで表し、原子の位置はセルのベクトルに対する相対位置(direct)で指定します。
また周期境界条件が存在するので、原子を配置する際には気をつけること。
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BCC2.831.0 0.0 0.00.0 1.0 0.00.0 0.0 1.0
2direct0.0 0.0 0.00.5 0.5 0.5
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:タイトル
:格子定数 Å
:セルのベクトルx (x辺の格子長は 格子定数×ベクトルxのノルム )
:セルのベクトルy (y辺の格子長は 格子定数×ベクトルyのノルム )
:セルのベクトルz (z辺の格子長は 格子定数×ベクトルzのノルム )
:原子数 (2種類の原子を使用する場合→詳細は孤立系計算のページで)
:相対位置で原子の位置を指定
:1番目の座標
:2番目の座標
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VESTAなどの可視化ソフトでPOSCARを読み込むことが出来るので、確認したほうが良いと思います。
上記のPOSCARを可視化すると以下のようになります。
図
POTCARはVASPからダウンロード出来ます。使用したい計算レベル(PBEやPW91)を選択し、
原子のポテンシャルをコピーして、ファイル名をPOTCARとします。以下、ポテンシャルに
書かれている最初の内容です。
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PAW_PBE Fe 06Sep20008.00000000000000000parameters from PSCTR are:
･･････POMASS = 55.847ENMAX = 267.883･･････
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:ポテンシャルの種類 原子の種類 ポテンシャル更新日
:計算に用いる価電子数
:原子質量
:カットオフエネルギー(INCARではこの値以上を取ると良い)
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KPOINTSではk点のメッシュの切り方などを指定できます。以下は自動でメッシュを切る方法です。
また、一般的にk点の数は格子定数に反比例します。
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Automatic mesh0Gamma12 12 120. 0. 0.
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:コメント行
:(0とすると自動でメッシュを切る)
:K空間のΓ点(逆格子ベクトルの0,0,0)を原点
:K点の数(kx, ky, kz)
:原点からどれほどシフトさせるか
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