vaspvtst NEB 初学者入门.docx
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vaspvtstNEB初学者入门
NEB初学者入门
Compiledbyjbwang,NTU
一.NEB运行结果
在机器上已编译好vtstcode,以lscs-6thH在Ni(001)表面扩散过渡态寻找为例,说明vaspneb的计算结果。
1)输入
INCAR,KPOINTS,POTCAR在上层目录
INCAR:
SPRING=-5
IMAGES=4
POTIM=0.1
IBRION=2
这样自动使用VTSTCINEB方法计算过渡态,但是使用VASP的CG算法
2)运行后:
00,05文件夹除POSCAR外,无新产生的文件。
01,02,03,04文件下有输出文件:
OUTCAR:
VTST:
version2.03d,(02/18/09)
CHAIN:
initializingoptimizer
OPT:
UsingVASPConjugate-Gradientoptimizer
CHAIN:
ReadICHAIN0
CHAIN:
RunningtheNEB
NEB:
SPRING-5.000000
NEB:
LCLIMBT
NEB:
LTANGENTOLDF
NEB:
LDNEBF
NEB:
LDNEBORGF
NEB:
EFIRST0.000000
NEB:
ELAST0.000000
在每一离子步结束打印:
NEB:
thepreviousimageishigherinenergy:
F
NEB:
thenextimageishigherinenergy:
T
NEB:
onlynextenergygreater
NEB:
Tangent
----------------------------------------------
0.00000-0.61486-0.78324
0.000000.000000.00000
0.000000.000000.00000
0.000000.00000-0.00541
0.000000.000000.06428
0.000000.000000.06579
NEB:
forces:
parspring,perpREAL,dneb0.0000693.1792520.000000
NEB:
distancetoprev,nextimage,anglebetween0.5724760.572490179.997932
NEB:
projectionsontotangent(spring,REAL)0.000069-2.070562
初始的力NEB:
forces:
parspring,perpREAL会比较大,随着优化的进行,逐渐减小。
达到收敛标准后,会打印:
reachedrequiredaccuracy-stoppingstructuralenergyminimisation
因为是4个images,所以要采用至少4个CPU计算,每个CPU算1个images。
如果只使用2个CPU,那么会有2个images不被计算。
3)找到最高点
03结构优化后对应过渡态,在OUTCAR中输出:
NEB:
thepreviousimageishigherinenergy:
F
NEB:
thenextimageishigherinenergy:
F
NEB:
imageisatanextrema
NEB:
diffenergy(min,max):
0.2071590.394190
每个构型能量:
01:
freeenergyTOTEN=-29.997704eV
02:
freeenergyTOTEN=-29.477574eV
03:
freeenergyTOTEN=-29.083383eV
04:
freeenergyTOTEN=-29.290542eV
此处的diffenergy是相邻两个images的能量差。
4)改变optimizer
使用VTST的optimizer:
INCAR:
SPRING=-5
IMAGES=4
IBRION=3
POTIM=0
IOPT=1(LBFGSoptimizer)
MAXMOVE=0.2
输出如下:
VTST:
version2.03d,(02/18/09)
CHAIN:
initializingoptimizer
OPT:
UsingLBFGSoptimizer
OPT:
LBFGS,Init
OPT:
LBFGS,MEMORY20
OPT:
LBFGS,IMAGES4
OPT:
LBFGS,MAXMOVE0.200000
OPT:
LBFGS,LGLOBALT默认使用global
OPT:
LBFGS,INVCURV0.010000
OPT:
LBFGS,LLINEOPTF
OPT:
LBFGS,FDSTEP0.005000
CHAIN:
ReadICHAIN0
CHAIN:
RunningtheNEB
NEB:
SPRING-5.000000
NEB:
LCLIMBT
NEB:
LTANGENTOLDF
NEB:
LDNEBF
NEB:
LDNEBORGF
NEB:
EFIRST0.000000
NEB:
ELAST0.000000
二:
使用vtst脚本处理NEB结果
vef.pl:
需要OUTCAR,输出每个ionstep的力和能量,输出到屏幕和fe.dat文件。
输出的是Forces:
maxatom和energy(sigma-->0),以及2步间的能量差。
vfin.pl(outputdirectory):
findstheICHAINtagfromtheOUTCARandcleansuptherundirectory.Outputdirectory最好不在当前目录。
这个脚本调用:
nebclean.sh,vclean.sh,dymclean.sh,dimclean.sh,dimclean2.sh,lanclean.sh,insclean.sh.
将相关文件打包,CONTCAR转换为POSCAR,preparationforanewrun.Outputdirectory与nebdirectory有相同的结构。
dist.plPOSCAR_1POSCAR_2:
输出两个结构的rootmeansquaredistance.
xdat2xyz.pl:
需要XDATCAR,OUTCAR,POSCAR文件,输出movie.xyz文件。
从XDATCAR文件中获取坐标;从OUTCAR获取maxatomforce和energy;从POSCAR获取元素符号(VASP5格式),如果没有元素符号,在movie.xyz文件中输出/.
nebmake.pl(POSCAR1)(POSCAR2)(numberofImagesNi):
需要POSCAR1,POSCAR2,输出00,01,到Ni+1个目录,每个目录下包含POSCAR文件,由POSCAR1和POSCAR2线性插值得到。
运行脚本后,会提示将初始和产物结构计算得到的OUTCAR文件分别放入00,Ni+1文件夹,便于后续分析。
nebef.pl:
输出00,01,02,0x目录OUTCAR文件中maxatomforces和最后一个能量energy(sigma-->0),以及相邻的两个能量差。
nebbarrier.pl:
搜索00,01,02,0x目录中OUTCAR文件中最后一个相关量,调用dist.pl和nebforces.pl脚本,输出到neb.dat文件,内容包含:
images之间的累加距离,以第一个结构为参考,比如00的CONTCAR;
energy(sigma-->0)的能量差,以第一个结构为参考;
REALforceprojectionontotangent.
nebspline.pl:
读入neb.dat文件,cubicspline拟合得到spline.dat,exts.dat,spline.dat包含拟合后数据,距离、能量和投影的力;并调用nebplot.gnu和gnuplot绘制minimumenergypathmep.eps.
nebmovie.pl(flag):
需要:
POSCAR或CONTCAR,以及OUTCAR(并非必须)
Gothroughalltheimagefolders00,01,0x使用目录下的POSCAR(flag=0)或者CONTCAR(flag=0)生成movie和movie.xyz文件,这两个文件中包含能量差和maxatomforces信息,这是从OUTCAR文件中读取energy(sigma-->0)和maxatomforces得到。
注意:
NotethatthefirstlineinthePOSCARhastohavetheelementalsymbolsinthesameorderasinthePOTCAR
nebconverge.pl:
需要:
OUTCAR
查看每个nebimage的收敛情况,搜索OUTCAR文件,得到RMSforces和energydifference,调用gnuplot和vef.gnu绘制vaspout$i.eps,在每个image目录下生成fe.dat文件。
也就是说nebef.pl得到maxatomforces,这个是收敛判据;nebconverge.pl得到RMSforces;nebbarrier.pl得到REALforceprojectionontotangent.
nebresults.pl:
需要:
运行vfin.pl后的outputdirectory
运行结果:
UnzipingtheOUTCARs...done
Donebbarrier.pl;nebspline.pl
Donebef.pl
Donebmovie.pl
Donebjmovie.pl
Donebconverge.pl
ZippingtheOUTCARsagain...done
ForcesandEnergy:
00.01249900-30.063912000.00000000
10.00839100-29.985520000.07839200
20.00773000-29.467595000.59631700
30.00674100-29.085131000.97878100
40.00720600-29.289335000.77457700
50.00249500-29.380683000.68322900
Extrema1foundatimage0.000000withenergy:
0.000000
Extrema2foundatimage0.387143withenergy:
-0.005424
Extrema3foundatimage3.001866withenergy:
0.978782
Extrema4foundatimage5.000000withenergy:
0.683229
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