: 进化准动力学命令

5.5 进化准动力学命令

这对于找全局最小值是一个非常强大的方法，以及开始结构中潜在的动力学接近的低能量亚稳结构。开始的结构必须是高质量的且在POSCAR_1中给出。进化准动力学只能在VASP和GULP中使用。

为了运行进化准动力学程序，必须：

设置
META : 计算方法
300 : 计算类型
在你的文件夹的VASP5版本中建立POSCAR_1文件（进化准动力学需要一个好的初始结构，在感兴趣的压力下弛豫）.
设定数量大小（这个例子中，这是每一步软模变异的数量）：
30 : populationSize
设定压力:
$\triangleright$ variable ExternalPressure
Meaning: 你想在哪个压力下执行计算，单位 GPa.
Default: 无默认值
Format:
10 : ExternalPressure (GPa)
设置准动力学选项：

$\triangleright$ variable GaussianWidth

Meaning: 每个加入到能量面以加速相变的高斯宽度。好的经验是从 0.10–0.15 $L$ 选一个值，这里 $L$ 是单胞的最小长度，单位为Angstroms。

Default: ()

Format:

0.80 : GaussianWidth

$\triangleright$ variable GaussianHeight

Meaning: 每个加入到能量面以加速相变的高斯高度。好的经验(Martoňák et al., 2005)是选一个接近 $L(\delta h)^2 G$ ， $L$ 是单胞的平均长度，单位为Angstroms， $\delta h$ 是高斯宽度， $G$ 是剪切模量，单位为kbars。

Default: (kbar)

Format:

2000 : GaussianHeight

$\triangleright$ variable FullRelax

Meaning: 这样的准动力学仅在固定晶胞中弛豫结构。为了分析，我们需要进行完整的结构弛豫（即弛豫晶胞）。

FullRelax=0 — 没有完全弛豫要执行（非常快速的选择，但对结果分析造成不便）。
FullRelax=1 — 仅一代中的最好结构要完全弛豫也很快，有时充足）。
FullRelax=2 — 所有的等价结构完全弛豫（依旧很快，只比FullRelax=1时慢 $\sim$ 2倍，但提供了更多的内涵信息。大多数案例都需要它）。

Default: 2

Format:

2 : FullRelax

为了完全弛豫，当执行进化准动力学计算时，abinitioCode的格式略有不同，比如：

    abinitioCode
    3 3 3 3 (3 3)
    ENDabinit

在上面的例子中，一个固定晶胞的弛豫有4个阶段，完全弛豫有2个（括号中）。记住，在最后的固定晶胞的弛豫阶段，压力张量必须精确–这才能驱动准动力学过程。目前只有VASP, SIESTA和GULP 支持此计算。

$\triangleright$ variable 与minVectorLength一样，是基础晶胞在进化准动力学模拟时的长度边界值（注意在与一般计算中minVectorLength含义不同，maxVectorLength仅在进化准动力学中使用）。当任何基础晶胞的长度比minVectorLength或比maxVectorLength大，我们会在准动力学中添加一个夸张的修正力，这驱使晶胞进化朝“好”的方向发展。当所有基础晶胞的长度在“好的”范围时，这个修正力为零。

Meaning:

No default

Default: 12.0 : minVectorLength

Format:

$\includegraphics[scale=0.8]{pic/evolutionary_metadynamics}$

12: 10GPa时压缩红柱石（Al $_2$ SiO $_5$ ）过程中的焓演变（黑线：常量h下最好结构的焓：红线：最好的结构完全弛豫后的焓）。得到结构的顺序为：第1代（红柱石） $\rightarrow$ 第9代（硅线石） $\rightarrow$ 第14代 $\rightarrow$ 第66代 $\rightarrow$ 第68代->第69代->第70代（蓝晶石）。

当运行准动力学时，附加文件可在results1文件夹中找到，更重要的是：

force.dat — 分析晶胞上的力，内部的(f_c)和来自高斯的（f_g）；
presten — 压力张量；
lattice.dat — 模拟过程中晶胞形状的改变；
enthalpies and enthalpies_relaxed — 固定晶胞每一步结构的焓和完全弛豫后的焓；
gatheredPOSCARS and gatheredPOSCARS_relaxed — 固定晶胞的结构和完全弛豫后的结构。

图Fig. 12展示了进化准动力学应用的例子：从一个 Al $_2$ SiO $_5$ 同质多形体（红柱石）开始，我们得到另外两个已知的同质多形体（蓝晶石和硅线石）和重要的相变机理。