VASP計(jì)算吸附能教程

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本文為使用VASP 5.4.4軟件計(jì)算吸附能教程，請(qǐng)?zhí)崆鞍惭bVESTA（用于建模及轉(zhuǎn)換格式）、anaconda（用于自動(dòng)生成VASP文件）、materials studio（較大，若已安裝VESTA可不安裝，用于建模）。

以Li(110)與Ca原子吸附能計(jì)算為例，吸附能公式為Eads=ELi(110) + Ca – ELi(110) – ECa，也就是我們需要計(jì)算Li(110)表面吸附Ca的總能量、Li(110)的能量和Ca的能量。

一、計(jì)算Li(110)的能量

計(jì)算Li(110)能量的大致步驟為，下載晶體結(jié)構(gòu) - 擴(kuò)胞 - 優(yōu)化 - 切胞 - 優(yōu)化。

1. 下載Li結(jié)構(gòu)，選取materials project 網(wǎng)站中最穩(wěn)定（Energy Above=0）的Li結(jié)構(gòu)，并下載其cif文件。

2. 擴(kuò)胞并優(yōu)化結(jié)構(gòu)

（1）Materials studio擴(kuò)胞(注：此處可直接用VESTA擴(kuò)胞切胞，使用Materials studio僅為個(gè)人習(xí)慣。Build – symmetry – supercell 擴(kuò)胞5*3*1，導(dǎo)出為cif文件

（2）準(zhǔn)備VASP計(jì)算文件

l? 若已有VASP計(jì)算所需要的INCAR，KPOINT，POTCAR，可直接將Cif文件去VESTA導(dǎo)出為POSCAR文件，用VASP優(yōu)化結(jié)構(gòu)。

l? 若無(wú)INCAR，KPOINT，POTCAR ，可將Cif文件用附件中的VASP input generation.ipynb腳本去自動(dòng)生成。

生成步驟為：

?? a.將腳本與cif文件放到同一路徑下；

?? b.修改腳本中的cif名稱(chēng)及生成文件名稱(chēng)；

?? c.點(diǎn)擊運(yùn)行即可，當(dāng)前路徑出現(xiàn)相應(yīng)的VASP計(jì)算文件夾；

d.自動(dòng)生成的VASP文件即可拿來(lái)就用嗎，KPOINT和INCAR根據(jù)計(jì)算需求或參考文獻(xiàn)決定是否要修改自動(dòng)生成文本，POSCAR若要固定與弛豫某些原子時(shí)需要更改，具體如何更改還需了解每個(gè)參數(shù)的意義，在此不多贅述，此處不修改任何自動(dòng)生成值

（3）在當(dāng)前VASP計(jì)算文件夾下加入計(jì)算提交腳本vasp5.4.4.sh

（4）在服務(wù)器中qsub vasp5.4.4.sh即可提交任務(wù)

3. 切胞并優(yōu)化結(jié)構(gòu)

（1）晶胞優(yōu)化后生成的CONTCAR去VESTA轉(zhuǎn)換為cif文件

（2）Materials studio切Li的110晶面。Build – surface – cleave surface 110晶面后，再Build – crystals – Build vacuum slab crystal加15埃真空層，導(dǎo)出為cif文件

（3）再去VESTA轉(zhuǎn)換為POSCAR去VASP計(jì)算，此處可再拿cif文件去自動(dòng)生成，也可手動(dòng)修改上一步的INCAR、KPOINT、POTCAR再去使用，若要手動(dòng)修改需要知道切胞后會(huì)影響切胞前的VASP文件中哪些地方：

l? KPOINT有可能會(huì)根據(jù)不同原子數(shù)和排布改變，此處變?yōu)?*1*1

l? POTCAR還是Li原子，POTCAR不變

l? POSCAR用切胞后的POSCAR

l? INCAR中的EDIFF代表收斂精度，可能會(huì)變，該體系此處未變； MAGMOM = 135*0.6為磁矩，135為原子數(shù)，若切胞后原子數(shù)改變，則需要修改，此處未變；ISIF=2，此處更改，此處不需要優(yōu)化晶胞，僅優(yōu)化原子位置即可。

（4）修改VASP文件后即可去計(jì)算得到Li(110)的能量

二、計(jì)算Li(110)表面吸附Ca的總能量

此處使用第一步得到的CONTCAR為吸附Ca的Li(110)表面，同第一步，將CONTCAR-VESTA導(dǎo)出為cif文件，此時(shí)Ca可能有多種吸附位點(diǎn)，通過(guò)pymatgen adsorbate.ipyc自動(dòng)生成，并生成VASP文件，再逐個(gè)計(jì)算(視情況而定是否全部計(jì)算)。

具體步驟如下：

（1）同第一步，cif與ipyc文件放到同一路徑下，更改ipyc代碼中cif文件名稱(chēng)，生成圖片名稱(chēng)，吸附物種名稱(chēng)，運(yùn)行。

（2）在當(dāng)前路徑下自動(dòng)生成全部POSCAR以及可能的吸附位點(diǎn)圖。

（3）VASP計(jì)算文件生成

取一個(gè)POSCAR轉(zhuǎn)化為cif文件，自動(dòng)生成其VASP文件，改變INCAR中ISIF=2, 對(duì)于其他的吸附位點(diǎn)的構(gòu)型，使用相同的POTCAR、INCAR、KPOINT，僅改變POSCAR，再去計(jì)算。

三、計(jì)算Ca的能量

將第二步的結(jié)構(gòu)去掉Li(110)，留下Ca，將第二步POTCAR的Li的部分去掉，INCAR的磁矩更改MAGMOM = 1*0.6或不考慮磁矩，KPOINT不變，計(jì)算Ca的能量?

四、處理數(shù)據(jù)

Energy值取OUTCAR的最后一個(gè)energy without entropy的值

計(jì)算得到吸附能值為2.96 eV（吸附能值準(zhǔn)確與否此處不討論）。

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