【VASP】POTCAR文件

前言

一、4个常用的输入文件INCAR、POSCAR、POTCAR、KPOINTS

INCAR: 计算任务类型是什么？怎么计算？

KPOINTS: 包含了倒易空间点网格的坐标和权重。

POSCAR: 包含元胞的原子坐标信息以及初始速度等信息。

POTCAR: 超软赝势或PAW势函数（有一个赝势库）。

POTCAR 文件的介绍

VASP给我们提供了两种赝势， 一种是USPP(超软赝势)， 另一种PAW（缀加平面波）；赝势的作用简而言之就是每个原子的内层电子直接用一个势函数表示，这样大大缩小了计算量。每一个元素都有一种或多种赝势文件（POTCAR），这个可以在potpaw_PBE.54.tar.gz 中查到；若计算需要LDA的赝势，建议用potpaw_LDA.54.tar.gz。

USPP，PAW两种赝势应该用哪一种呢？根据手册上建议，直接无视USPP行了，USPP可以说是之前计算机太差时候 一种妥协方法，精度不好，现在已经很少用了。

相比于真实的势能和波函数(虚线)，赝势不会发散(实线)，在赝势下求解得到的波函数也更加平滑，没有节点，在截断半径之外，赝势、赝波函数与真实的势能和波函数都是严格一致的。

qvasp 生成POTCAR

qvasp -pbe pseudo_potential_name
#查看生成情况
grep "PBE" POTCAR

vaspkit 生成POTCAR

首先，安装好后，输入 vaspkit

然后按照要求，输入 1

103和104 POTCAR

103和104都是POTCAR设置，不同在于103是默认设置（vasp官网推荐赝势）。104自己可以指定类型。

这里以V元素为例说明一下，

V：默认外层电子为5个

V_pv：在5个电子基础上增加p轨道的6个电子

V_sv：在11个电子基础上增加s轨道的2个电子

再来认识一下各种赝势

这里的赝势种类很多，如何选择呢？手册的195页中的黑体字给出了每个元素的推荐选择

Fe_GW(用的人少暂且不谈
Fe_pv表示把p电子也作为价电子
Fe_sv表示把s电子也作为价电子
Ge_d表示把d电子也作为价电子
_h, _s 应该是 hard和soft的缩写。带h的POTCAR中截断能比普通的要高出很多。带s的截断能要小很多。

认识一下赝势中几个常见的参数

VRHFIN用来看元素的价电子排布
TITEL 指的是哪个元素，以及POTCAR发布的时间；
ENMAX 代表默认的截断能。与INCAR中的ENCUT这个参数相关。

如何区分US、PAW、LDA、GGA、PW91

vasp计算中用到的三种赝势：模守恒赝势，超软赝势，PAW赝势(按产生顺序)。

按方法不同分为USPP（ultrasoft pesudopotential，超软赝势）和PAW（projector augmented wave，投影缀加平面波），两种方法都可以相当程度地减少过渡金属或第一行元素的每个原子所必需的平面波数量。

按交换关联函数不同分为LDA（local density approximation，局域密度近似）和GGA（generalized-gradient approximation，广义梯度近似），GGA又分为PW91（Perdew -Wang 91）和PBE（Perdew-Burke-Ernzerhof）。

求解K-S方程时电子之间的交换关联泛函取局域密度泛函LDA（Rc处电子结构当成是密度相同的均匀电子气体来算）。

广义梯度泛函GGA（考虑了密度的梯度变化），但泛函的不同也会引起贋势的不同。

paw文件夹：PAW-LDA
paw_gga文件夹：PAW-GGA-PW91
paw_pbe文件夹：PAW-GGA-PBE
pot文件夹：USPP-LDA
pot_GGA文件夹：USPP-GGA

选择某个目录进去，我们还会发现对应每种元素往往还会有多种赝势存在。这是因为根据ENMAX的大小还可以分为 Ga,Ga_s（soft）,Ga_h，或者根据处理半芯态的不同还可以分为Ga,Ga_sv（s电子作为半芯态）,Ga_pv的不同。

对于化合物（不同原子半径的元素混合）来说，PAW赝势比超软赝势精确度高。

US型赝势所需截至能较小，计算速度快，PAW赝势截至能通常较大，而且考虑的电子数多，计算慢，但精确度高。

在做具体的计算之前，针对需要计算的性质选取不同的贋势做下测试。对于不同贋势得到的结果，关注其最终的能量差，而不是绝对能量。

总而言之，言而总之，PAW分为GGA和LDA，GGA又分为PBE和PW91等。

3.官方推荐赝势
VASP官方是有一些推荐选择的赝势。详情可以访问VASP的官方manual，
http://cms.mpi.univie.ac.at/vasp/vasp/Recommended_PAW_potentials_DFT_calculations_using_vasp_5_2.html 其中加粗显示的即为推荐的。

参考博客：
http://www.52souji.net/2652.html