VASP自洽计算原理
VASP（Vienna Ab initio Simulation Package）是一款基于密度泛函理论（DFT）的量子力学模拟软件，广泛应用于材料科学、化学、物理学等领域。其核心计算方法之一是自洽场（Self-Consistent Field, SCF）算法，解决Kohn-Sham方程，该算法通过迭代计算电子波函数和密度，直到系统达到自洽状态。
自洽计算是VASP计算中最基础也是最重要的步骤，其目的是找到电子波函数和相应的总能量，使得电子在晶胞中的分布达到自洽。自洽计算通常包括电荷密度的初始化、波函数的迭代优化以及能量和力的计算。
准备工作
VASP计算需要准备超算连接软件EASYCONNECT与SSH，建模软件VESTA，超算连接软件Winscp
VESTA软件下载链接
展开剩余86%jp-minerals.org/vesta/en/download.html
EASYCONNCT软件下载链接
EasyConnect下载-EasyConnect最新版下载V7.6.7.0
Winscp软件下载链接
Downloading WinSCP-6.5.3-Setup.exe :: WinSCP
VASP输入参数说明
INCAR文件：
ISTART=0 #开始新的任务,随机产生初始波函数
ICHARG=2 #开始新的任务,从原子电荷密度产生体系初始电荷密度
PREC=M #计算精度，决定ENCUT
ISPIN=2 #打开自旋极化
ALGO=N #确定电子优化的算法
NELM=60 #电子波函数最多计算60步
EDIFF=1E-5 #相邻两步电子迭代的能量差收敛标准
ENCUT=400 #平面波截断能400 eV
IVDW=11 #考虑范德华力修正
IBRION=-1 #固定结构、自洽计算
NSW=0 #离子弛豫的步数
ISIF=2 #固定晶格优化原子坐标
EDIFFG=-0.1 #离子弛豫的force的收敛标准
ISMEAR=0 #费米能级附近电子占据数为高斯分布，适合金属、半导体、绝缘体
SIGMA=0.1 #高斯分布展宽0.1 eV
LVHAR=.T. #输出静电势
KPOINTS文件：
Automatic generation #注释行
0 #自动产生K点网格
G #布里渊区K点网格以Gamma点为中心
6 6 1 #K点网格密度
0 0 0 #K点网格中心平移矢量
pt001吸附H2O静电势计算
第一步，进入pt计算文件夹
cd crystal/pt
将结构优化h2o文件夹复制成自洽计算h2os文件夹
cp -r h2o h2os
进入h2os文件夹
cd h2os
把 CONTCAR 复制成POSCAR
cp CONTCAR POSCAR
第二步，修改结构优化的 INCAR 文件
修改 INCAR 文件，让VASP执行自洽计算，修改IBRION=-1、NSW=0、LVHAR=.T.
vi INCAR
第三步，提交自洽计算
sbatch JOB
使用 squeue 命令来看任务队列，已清空。
计算完成后查看输出文件output
cat output
第四步，vtot脚本处理数据
运行vtot脚本进行平均静电势计算
vtot
计算完成后得到VLINE文件
用Origin软件作图即可得到静电势曲线
总结
今天华算科技朱老师给大家介绍Pt001面吸附水的静电势计算，在之前的视频中已经完成了吸附水的结构优化计算，接下来把优化的文件夹变成静电势的文件夹，其实就是一个自洽计算，叫h2os，进入 h2os 把CONTCAR变成POSCAR，结构保留修改INCAR。ISTART改成1，ICHARG 改为1，读取波函数及电荷密度， IBRION 等于-1， NSW 改成0，这是正常的自洽计算。对于静电势的话还需要加一个LVHAR=.T. 输出静电势曲线。这样就可以了，提交计算任务。计算已经完成。
算完之后输出了一个 LOCPOT 这个文件，它就是一个静电势的一个数据。那么接下来对静电势做一个二维的平均，让电势只保留 z 方向的变化，xy平面内做平均，使用脚本 vtot 保留方向选 3 ，算完之后会有一个 VLINE 的数据文件，大概看一下，其中第一列是 z 方向的计数点，一共 160 个，第二列就是它的静电势的结果，那么这个数字在作图的时候要把它删掉。接下来我们把刚才的 VLINE 文件下载下来。
用 origin 文件打开刚才的 VLINE 文件，第一行删除。那么开始作图，这就是静电势的曲线，横纵坐标范围及名称做一个修改。横坐标是沿着 z 方向的距离，叫distance，纵坐标就是静电势。可以看到修饰后是这样一个曲线，这里有一个波动。一般来说有原子的地方电势是极小值，间隙的地方是极大值，所以这个是第一层Pt，这个是第二层Pt，这个是两层Pt之间的一个空隙，这个极大值是Pt和水之间的空隙，这个极小值是水分子所在的位置。
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