INCAR DICTIONARY

  1. ISTART
  2. ICHAGE
  3. ALGO
  4. EDIFF
  5. NELM
  6. IBRION
  7. EDIFFG
  8. NSW
  9. ISIF
  10. PREC
  11. ENCUT
  12. AMIX
  13. ISMEAR
  14. SIGMA
  15. ISPIN
  16. MAGMOM
  17. LDA+U
  18. IVDW
  19. LUSE_VDW
  20. NELECT
  21. LWAVE/LCHARG
  22. NEDOS
  23. LORBIT
  24. RWIGS
  25. NBANDS

INCAR DICTIONARY

ISTART

控制如何生成初始波函数

0:随机生成波函数

1:从WAVECAR中读取波函数,当读取失败时,会随机生成

ICHAGE

控制如何生成初始电荷密度

0:读取WAVECAR生成电荷密度,当读取失败时,通过原子电荷密度叠加生成初始电荷密度

1:从CHGCAR中的设定读取电荷密度

2:通过原子电荷密度的叠加方法,生成初始的猜测电荷密度

11:从CHGCAR读取电荷密度,且在自洽循环中保持不变,适用于非自洽循环计算,如电子态密度的计算

ALGO

设置自洽迭代过程优化电子波函数的算法

N:DAV算法,收敛性好,但速度慢

V:RMM算法,收敛性差,但速度快(比N快2~3倍)

F:以上算法的结合,综合表现与V类似

Tips:结构偏离稳定结构较多的,建议用N,接近稳定结构的,可以用V。

EDIFF

自洽迭代循环收敛标准,单位为eV

自洽迭代过程紧邻两次迭代的系统能量的差与此标准相比。一般设置为1E-5~1E-6,意为两次能量差小于设定的收敛标准,则自洽迭代结束,判定体系收敛。

NELM

自洽迭代循环的最大次数,通常设置为100

过渡金属体系、带真空层的体系,设置了自旋极化的体系,此数值需要增加到200,300等。如果仍不能收敛,不建议继续提高此数值,需要尝试调整其他参数达到收敛的目标。

IBRION

离子步弛豫(离子位置优化)算法

0:分子动力学模拟

1:准牛顿法

2:共轭梯度法

5:振动频率计算

6:弹性常数计算

Tips:推荐设置值为2,如果初始结构和最终稳定结构接近,可以设置为1。

EDIFFG

离子步弛豫收敛标准(包含能量标准和力的标准)

正值为系统能量变化(单位为eV),负值为原子上残余力(单位为:eV/埃)。多数情况用力的收敛标准判断离子步弛豫是否收敛

Tips:三维结构可以收敛到-0.01-0.03 eV/埃,低维体系可以收敛到-0.030.05eV/埃。

NSW

最大的离子步的数目 or 分子动力学模拟步数

当IBRION=1和2时,NSW代表最大的离子步数目

当IBRION=0时,NSW代表分子动力学模拟步数

ISIF

离子步弛豫控制

参数说明如下图:

3:全弛豫,适用于绝大多数的三维结构优化

2:为固定体积的弛豫,适用于如表面结构优化,微量掺杂体系优化。

4:固定体积,但是形状可变的弛豫

Tips:复杂的结构优化过程,可以分步优化,即初始只优化离子(ISIF=2)→优化晶胞(ISIF=6)→优化离子和晶胞(ISIF=3)。

PREC

总体计算精度控制

受PREC影响的参数有四类(ENCUT; NGX,NGY,NGZ; NGXF, NGYF, NGZF; ROPT)

PREC=Low | Medium | High | Normal | Accurate | Single。

下图总结了PREC的设置值与其控制的其他参数值的关系。

上图如何解读?

以ENCUT为例,当INCAR文件中未设置ENCUT参数值,此时如果将PREC设置为Normal,则ENCUT将被自动设置为POTCAR(赝势文件)中最大的ENMAX对应的数值。

ENCUT

平面波截断能,控制用多少平面波展开波函数

Tips:推荐设置为POTCAR(赝势文件)中参数ENMAX值的1.0-1.3倍,从而兼顾计算的精度与效率。

AMIX

设置自洽迭代循环中新旧电荷密度的混合比例,默认值为0.4

自洽迭代不收敛时,可以降低此数值,即降低新的电荷密度混入的比例。

ISMEAR

设置展宽方法,决定如何进行电子轨道分数占据

默认值为1

值为:-5 -4 -3 -2 0 N(正值)

0:高斯方法(高斯展宽),适用于导体、半导体和绝缘体,或不清楚体系的导电性质时使用。展宽由SIGMA确定。

-5:四面体方法,适用于半导体和绝缘体

Tips:明确的半导体结构使用-5,其他绝大部分情况使用0。注意设置-5时K点网格个数要大于5。

SIGMA

展宽的宽度,与ISMEAR联用,单位为eV,默认值为0.2

ISPIN

是否考虑电子自旋极化。默认值为1

1:非自旋极化,即每个轨道上自旋向上和自旋向下的电子数量相等。适用于非磁性体系。

2:自旋极化。适用于磁性体系,如铁磁,反铁磁材料。

MAGMOM

对于磁性材料,设置初始原子磁矩

默认值是每个原子的磁矩均为1

对于含有d、f轨道的原子,需根据原子核外电子排布情况设置相应的数值

可以设置每个原子初始磁矩方向,正值为自旋向上,负值为自旋向下。

LDA+U

Hubbard U模型,描述电子强关联能

参数组为:LDAU、LDAUL、LDAUU、LDAUJ

LDAU=.T. 使用LDA+U功能

LDAUL=-1/1/2/3 分别对应不加U和p、d、f轨道加U

LDAUU、LDAUJ 分别设置U和J值

Tips:LDA、GGA等交换相关泛函通常会低估带隙,通过设置此参数可以得到更接近于真实值的带隙计算结果。

IVDW

范德华力计算方法,在DFT能量计算基础上增加范德华力修正

10:DFT-D2方法

11:DFT-D3方法

推荐首选更新的DFT-D3方法。

哪些体系需要使用此参数呢?

在计算表面吸附(物理吸附);弱相互作用占体系能量比例较大的体系,如分子晶体,层状结构体系时,要使用此参数。

LUSE_VDW

范德华力计算方法

与IVDW的计算方法不同,此种方法将修改DFT内的能量计算。包含vdW-DF,optPBE-vdW, optB88-vdW, optB88b-vdW, vdw-DF2。

NELECT

指定体系总电子数目

通常不用修改,默认值结合POSCAR和POTCAR自动计算体系价电子数。

若要实现体系带电,则可控制此参数实现,在总电子数目基础上减少n个电子,则体系带n个电荷正电,反之是带负电。

Tips:无法将电荷指定在某个特定原子上

LWAVE/LCHARG

控制是否输出波函数和电荷密度

.T.: 写波函数和电荷密度

.F.: 不写波函数和电荷密度

NEDOS

态密度数据点个数,通常设置1000-3000

LORBIT

总态密度投影

10:投影到s、p、d、f轨道

11:投影到s、px、py、pz…..轨道

RWIGS

原子Wigner-Seitz半径,控制分态密度强度

NBANDS

总能带数

通常计算无需修改参数。

Tips:特别注意,光学性质计算设置为默认值的3~4倍


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