VASP声子谱计算

主要使用phonopy软件计算声子谱。

密度泛函微软理论/线性响应方法 (DFPT)

必要的输入文件：

INCAR

KPOINTS

POSCAR-unitcell # 优化得到的初始晶胞

POTCAR

band.conf

1.扩胞得到计算所需的POSCAR

#在Linux终端直接运行命令
#1. 生成超胞
phonopy -d –dim=”2 2 2″ -c POSCAR-unitcell #–dim=’2 2 2’表示’x y z’方扩的大小

#2. 将生成的SPOSCAR拷贝成POSCAR
cp SPOSCAR POSCAR

2.提交VASP计算

INCAR设置如下：

ISMEAR =  0            (Gaussian smearing)
SIGMA  =  0.05         (Smearing value in eV)
IBRION =  8            (determines the Hessian matrix using DFPT)
EDIFF  =  1E-08        (SCF energy convergence; in eV)
PREC   =  Accurate     (Precision level)
ENCUT  =  500          (Cut-off energy for plane wave basis set, in eV)
IALGO  =  38           (Davidson block iteration scheme)
LREAL  = .FALSE.       (Projection operators: false)
LWAVE  = .FLASE.       (Write WAVECAR or not)
LCHARG = .FLASE.       (Write CHGCAR or not)
ADDGRID= .TRUE.        (Increase grid; helps GGA convergence)
NSW    = 1
NELM   = 100
NELMDL = -5

KPOINTS需适当减小，可以的话最好再进行一次收敛测试

A
0
M
3 3 3
0 0 0

提交VASP计算

mpirun -np 16 vasp_std > vasp.log

3.计算声子谱

准备band.conf文件，如下所示：(参数含义详见phonopy官网)

ATOM_NAME =Si
DIM = 2 2 2
PRIMITIVE_AXES=Auto
MP = 24 24 24
BAND =0.0 0.0 0.0 0.5 0.0 0.5 0.625 0.25 0.625, 0.375 0.375 0.75 00 0.0 0.0 0.5 0.5 0.5
BAND_POINTS = 101
FORCE_CONSTANTS= READ

获取声子谱后处理步骤

#直接在终端运行
#1. 提取力常数，得到FORCE_CONSTANTS文件。
phonopy –fc vasprun.xml

#2. 计算声子谱并保存为pdf格式
phonopy -c POSCAR-unitcell band.conf -p -s

#3. 将声子谱进一步输出为数据文件，用于其它软件画图。

#旧版本phonopy
bandplot –gnuplot> phonon.out
#新版本phonopy
phonopy-bandplot –gnuplot > phonon.out
#phonon.out文件中首行是高对称点在x轴上的坐标

有限位移方法

必要的输入文件：

INCAR

KPOINTS

POSCAR-unitcell # 优化得到的初始晶胞

POTCAR

band.conf

扩胞得到计算所需的POSCAR

#在Linux终端直接运行命令
#1. 生成超胞
phonopy -d –dim=”2 2 2″ -c POSCAR-unitcell #–dim=’2 2 2’表示’x y z’扩胞的大小#会得到一系列POSCAR-001，POSCAR-002,… 数量由对称性决定。
#2. 建立disp-*文件夹，具体数量以生成POSCAR-*的数量决定。将POSCAR-POTCAR, INCAR, KPOINTS放入disp-*文件夹
mkdir disp-001
cp POSCAR-001 ./disp-001/POSCAR
cp POTCAR ./disp-001/POTCAR
cp INCAR ./disp-001/INCAR
cp KPOINTS ./disp-001/KPOINTS

提交VASP计算

INCAR设置如下(静态计算)：

PREC = Accurate
IBRION = -1
ENCUT = 500
EDIFF = 1.0e-08
EDIFFG = -0.001
ISMEAR = 0
SIGMA = 0.05
ALGO = 38
LREAL = .FALSE.
LWAVE = .FALSE.
LCHARG = .FALSE.

KPOINTS需适当减小，可以的话最好再进行一次收敛测试

A
0
M
3 3 3
0 0 0

提交VASP计算

mpirun -np 16 vasp_std > vasp.log

3.计算声子谱

准备band.conf文件，如下所示：(参数含义详见phonopy官网)

ATOM_NAME =Si
DIM = 2 2 2
PRIMITIVE_AXES=Auto
MP = 24 24 24
BAND =0.0 0.0 0.0 0.5 0.0 0.5 0.625 0.25 0.625, 0.375 0.375 0.75 0.0 0.0 0.0 0.5 0.5 0.5
BAND_POINTS = 101
FULL_FORCE_CONSTANTS = .TRUE.
FORCE_CONSTANTS= WRITE #生成FORCE_CONSTANTS

准备mesh.conf文件，如下所示：

ATOM_NAME = Si
DIM = 2 2 2
MP = 24 24 24

获取声子谱后处理步骤

bash

#直接在终端运行
#1. 提取动力学矩阵，进入disp-*的上一级文件夹
phonopy -f ./disp-*/vasprun.xml #会生成FORCE_SET

#2. 计算声子谱并保存为pdf格式,同时生成FORCE_CONSTANTS
phonopy -c POSCAR-unitcell band.conf -p -s

#3. 将声子谱进一步输出为数据文件，用于其它软件画图。
#旧版本phonopy
bandplot –gnuplot> phonon.out
#新版本phonopy
phonopy-bandplot –gnuplot > phonon.out
#phonon.out文件中首行是高对称点在x轴上的坐标

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有限位移方法

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