VASP（Vienna Ab-initio Simulation Package）作为材料模拟领域的标杆工具，其输入文件的正确配置直接决定计算结果的可靠性。
本文详解VASP四大核心输入文件（INCAR、POSCAR、POTCAR、KPOINTS）的功能、参数设置与避坑指南，助你摆脱“玄学调参”，实现精准计算！
一、INCAR：计算控制的“大脑”
1. 核心功能
控制计算类型（结构优化、静态计算、分子动力学等）、收敛标准、算法选择等全局参数。
2. 关键参数详解
# 精度与效率控制
PREC = Normal # 计算精度（Normal/Accurate/High），影响截断能（ENCUT）的默认值
ENCUT = 500 # 平面波截断能（单位eV），决定基组大小，需与赝势匹配
EDIFF = 1E-6 # 电子自洽收敛标准（能量变化阈值）
EDIFFG = -0.01 # 离子弛豫收敛标准（负值表示力收敛，单位eV/Å）
# 任务类型选择
IBRION = 2 # 结构优化算法（2：准牛顿法）
NSW = 100 # 最大离子步数（NSW=0表示单点能计算）
ISIF = 3 # 优化自由度（3：优化晶胞形状+原子位置）
# 高级功能
LCHARG = .TRUE. # 输出电荷密度文件CHGCAR
LWAVE = .FALSE. # 是否输出波函数文件WAVECAR（大体系建议关闭）
3. 常见错误
· 参数冲突：同时开启多个任务类型（如分子动力学+结构优化）
· 截断能过低：导致计算结果不准确（建议为赝势推荐值的1.3倍）
二、POSCAR：结构模型的“骨架”
1.
文件结构
系统名称 # 第一行（任意注释）
1.0 # 晶胞缩放因子
5.43 0.0 0.0 # 晶胞向量a（Å）
0.0 5.43 0.0 # 晶胞向量b
0.0 0.0 5.43 # 晶胞向量c
Si # 元素种类
4 # 各元素原子数
Direct # 坐标类型（Direct分数坐标/Cartesian笛卡尔坐标）
0.00 0.00 0.00 # 原子1坐标
0.25 0.25 0.25 # 原子2坐标
... # 其他原子坐标
2. 关键细节
· 坐标类型：
Direct：坐标值为分数坐标（0~1之间）
Cartesian：绝对坐标（单位Å）
· 选择动力学（Selective Dynamics）：
在坐标行末尾添加T/F标记，控制原子是否允许移动（如0.0 0.0 0.0 F F F）
3. 避坑指南
· 原子顺序：必须与POTCAR中元素顺序一致
· 真空层设置：表面计算时沿非周期方向（如z轴）添加≥15 Å真空层
三、POTCAR：赝势的“能量密码本”
1. 文件本质
· 包含每种元素的赝势信息，用于描述原子核与内层电子对价电子的等效作用。
· 常见赝势类型：PAW（Projector Augmented Wave）、USPP（Ultrasoft Pseudopotential）
2. 生成规则
· 元素顺序：需与POSCAR中元素列表完全一致
# POSCAR元素行为：Si C → POTCAR顺序必须为Si的赝势 + C的赝势
· 赝势版本：不同版本的赝势（如PBE、LDA）不可混用
3. 验证方法
· 检查文件头信息是否一致：
grep TITEL POTCAR
# 输出示例：TITEL = PAW_PBE Si 05Jan2001
四、KPOINTS：k点采样的“导航图”
1. 文件作用
定义倒易空间中的积分网格，影响电子态密度和总能量计算的精度。
2. 典型设置（Monkhorst-Pack网格）
Monkhorst-Pack # 生成方式（Gamma中心或MP网格）
4 4 4 # x/y/z方向k点数量
0 0 0 # 偏移量（通常为0）
3. 选择策略
· 金属体系：需高密度k点（如10×10×10）
· 绝缘体/半导体：可适当减少（如4×4×4）
· 表面/分子计算：非周期方向（如z轴）设为1
五、输入文件校验清单
1.一致性检查
POSCAR元素种类/顺序 vs POTCAR
晶胞向量单位（缩放因子为1时对应Å）
2.收敛性验证
ENCUT ≥ 1.3×赝势推荐值
K点密度通过能量收敛测试（总能量变化）
3.任务匹配性
结构优化任务中ISIF与IBRION逻辑一致
静态计算任务中NSW=0且IBRION=-1
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