VASP做结构优化时的建议

不少同学问我做几何优化时该如何设置计算精度，以及平时是否需要一步到位的高精度设置。这些问题在计算老司机课堂“VASP零基础”课程中有介绍，最近看到国外一位资深大佬给的建议，老司机整理成中文，并附录个人建议，供朋友们参考：

（整理不易，觉得有用，请帮助转发）

建议1：不要浪费时间在距离局部最小值很远的结构上使用超高精度设置。首先使用“松散”的设置进行初始优化（例如，只使用伽马点来生成k点网格，如果要松弛原子位置，使用400电子伏截断），然后再使用所需的参数进行精细调整。

具体策略可以参考老司机的梯度优化方法

建议2：在执行涉及单元格形状和/或体积变化的几何优化时，始终确保 ENCUT > 1.3*ENMAX 以防止Pulay应力。对于含碳的结构，通常需要使用最低截断值为520电子伏。

老司机提醒：不同类型的赝势确定的ENMAX差别很大，平时常用的PAW势，可以从以下链接查到对应的ENMAX：

https://www.vasp.at/wiki/index.php/Available_PAW_potentials

提醒：当体系含有C、N、O、F这些元素并需要做晶胞优化，推荐设置到520 eV, 甚至更高

提醒：惰性元素计算并不容易，大部分需要更大截断能，如有He, 推荐截断能到650 eV

建议3：几何优化的第一步通常具有最多的自洽场迭代次数。如果第一步在NELM的极限范围内无法电子收敛，那也是可以的。事实上，第一步达到NELM要比进行数百次自洽场迭代更好。

提醒：大部分初始结构和初始电子分布不合理，所以第一步就难收敛，可以降低精度，老司机有专门做视频解释，请参考

提醒：电子步不收敛或报错，如果确定结构合理，那么初始电子分布和磁矩是关键，可以用不同电子步优化策略，调节参数是ALGO，具体看这个视频：

提醒：尽量用VASP6.0或以上版本，对应的RMM-DIIS算法很快 （ALGO = V），如果报错，考虑ALGO = F或者N

建议4：通常的经验法则是将EDIFFG设置为0.05电子伏/埃或更低以进行优化。我个人建议将其设置为0.03电子伏/埃或更低。对于大型、柔性材料，任何大于0.03电子伏/埃的值可能都太高了。请记住，在VASP中，如果希望基于最大净力而不是总能量变化来设置收敛阈值，EDIFFG标志必须是负值。

提醒：EDIFFG设为正，表示离子步收敛以能量为标准，设为负数，就是以力为收敛标准

提醒：养成查看收敛的习惯，老司机推荐grad2小程序，非常方便，查看方法请看这个视频

建议5：在执行原子位置和单元格形状/体积的完全优化时，最好分阶段进行。通常明智的做法是从原子位置的松弛（ISIF=2）开始，然后进行完全体积的松弛（ISIF=3）。这将显著降低收敛问题的机会。

提醒：老司机个人经验是将原子坐标优化和晶胞参数优化分开做，其中对晶胞参数优化，其本质是做能量对体积的函数，获得状态方程，我个人采用比例因子方法发现很好用（POSCAR的第二行那个数字就是晶胞的比例因子），具体参考这个视频

建议6：如果您的材料只能在模拟单元格的真空空间中建模（例如，表面薄片），永远不要使用ISIF=3来优化单元格体积，因为它将简单地减少/消除真空。您需要手动变化晶格参数并找到全局能量最小值的方法。

提醒：ISIF=3是做晶胞优化具有很大的风险，老司机频繁遇到有同学使用该参数，然后6个晶胞参数来回震荡或真空层不断变形，会浪费大量时间，得到的结果几乎不能用（ISIF=3很有用，但对于晶胞优化不是一个很好的选择）。这个问题老司机在以下视频有介绍：

建议7：在执行优化时，除非您确定要约束对称性，否则最好将ISYM=0。尽管这会增加计算成本，但能更好地获得局部极小值。此外，这可以防止与SYMPREC相关的错误。尽管如此，有时还会出现一些对称性问题，尽管已将ISYM设置为0。要解决这些问题，将SYMPREC设置为1.0e-8，可以部分规避这类与对称性相关的错误。

提醒：对称约束不只是针对原子，同样针对电子和倒空间（如实际K点的选取，留意一下设置的K点和实际计算采用的K点 - 参看输出的布里渊区K点坐标即可发现）。老司机针对对称，有视频解读过，如基于对称提高优化效率

提醒：在INCAR中对称性限制有多种写法（不设置时程序默认采用最高对称），参考：

建议8：如果您希望停止作业但仍然希望输出任何WAVECAR或CHGCAR文件，请在工作目录中创建一个名为STOPCAR的文件，并添加一行，其中写道LSTOP=.TRUE.（这将导致作业在下一个离子步骤上停止，并将写入所有重新启动文件），可以将这些输出导入下一次计算作为初始设置，尤其时电子分布文件CHGCAR，能显著提高效率而降低收敛失败的可能性。

提醒：如果嫌弃电子分布与波函数文件占据太大硬盘空间，可以留存使用后删除。老司机抽空再写一个帖子讲解脚本如何撰写，实现多任务串行和数据传递。

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