USPEX 10.5 manual

VCNEB的Input选项

VCNEB方法目前只能用VASP,GULP和Quantum Espresso指令。

为了利用VCNEB模块,必须:

  1. 设定

    VCNEB: calculationMethod

  2. 以VASP5文件格式在你的文件夹中创建Images文件(VCNEB需要至少两个结构,初始和最终相, 来进行相变路径预测)。

  3. 设置以下VCNEB选项:

\(\triangleright \) variable vcnebType

Meaning: 说明VCNEB计算的类型。这个变量包含3个目录: calculation option,Image number variability,和spring constant variability:

  • calculation option:

    • “1” — 使用VCNEB方法;

    • “2” — 结构弛豫时不使用VCNEB计算;

  • Variable-Image-Number method:

    • “0” — VCNEB的Images数量固定;

    • “1” — VCNEB的Images数量可变;

  • variability of spring constant:

    • “0” — 固定弹性常数;

    • “1” — 弹性常数可变;

Default: 110

Format:

111 : vcnebType

注意: 如果vcnebType=111,即,VCNEB计算的Images值可变,弹性常数可变。 我们强烈建议用户用VCNEB方法研究重建相变时使用可变的Images值。

\(\triangleright \) variable numImages

Meaning: 执行计算初始的Images值。

Default: 9

Format:

13 : numImages

\(\triangleright \) variable numSteps

Meaning: 执行VCNEB计算的最大步数。

Default: 600

Format:

500 : numSteps

注意: (1)当numSteps=-1,只会产生初始路径而不再做路径优化。(2)VCNEB路径通常收敛很慢。我们要求numSteps最少设为500。

\(\triangleright \) variable optReadImages

Meaning: Images文件的参考选项::

  • “0” — 需要所有images(numImages)并写入在Images文件;

  • “1” — 只需要初始和最终的images,可以在Images中看的;

  • “2” — 初始、最终和任何特定的中间Images都能在Images文件中看的。

Default: 2

Format:

1: optReadImages

注意: 所有选项中,初始和最终的images必须指定。自动线性插值法被应用于在选项 1和2中产生初始Images。

\(\triangleright \) variable optimizerType

Meaning: 结构弛豫的优化算法选项:

  • “1” — 最陡下降法(SD);

  • “2” — 快速惯性弛豫算法(FIRE,Fast Inertial Relaxation Engine)算法 32 .

Default: 1 (SD)对于VCNEB计算; 2 (FIRE)对于结构弛豫

Format:

1 : optimizerType

\(\triangleright \) variable optRelaxType

Meaning: 结构弛豫类型:

  • “1” — 晶胞固定,仅弛豫原子位置,跟传统NEB方法一样;

  • “2” — 仅弛豫晶格(仅用于测试);

  • “3” — 原子位置和晶格完全弛豫。

Default: 3

Format:

3 : optRelaxType

\(\triangleright \) variable dt

Meaning: 结构弛豫的时间步长。

Default: 0.05

Format:

0.1 : dt

注意: 如果dt很小,计算就会很慢。如果dt很大,计算将 不稳定且产生没有意义的路径。

\(\triangleright \) variable ConvThreshold

Meaning: images中均方根力(RMS,Root Mean Square forces)弛豫的标准条件。

Default: 0.003 eV/\(\text{\r{A}}\)

Format:

0.005 : ConvThreshold

\(\triangleright \) variable VarPathLength

Meaning: 变Images方法的标准路径长度。当两个相邻images的长度比 VarPathLength的1.5倍还大,新的image将用线性插入法加入两个images间;当小于0.5倍, 第二个image将会移动。

Default: 初始Images间的平均路径长度

Format:

0.3 : VarPathLength

\(\triangleright \) variable K\(\_ \)min

Meaning: 最小弹性常数,仅用于变弹性常数VCNEB (单位 eV/\(\text{\r{A}}^2\))。

Default: 5

Format:

3 : K\(\_ \)min

\(\triangleright \) variable K\(\_ \)max

Meaning: 最大弹性常数,仅用于变弹性常数VCNEB (单位 eV/\(\text{\r{A}}^2\)).

Default: 5

Format:

6 : K\(\_ \)max

\(\triangleright \) variable Kconstant

Meaning: 弹性常数,仅用于固定弹性常数VCNEB (单位 eV/\(\text{\r{A}}^2\)).

Default: 5

Format:

4 : Kconstant

\(\triangleright \) variable optFreezing

Meaning: 冻结Images结构的选项。当ConvThreshold被激活时Image结构将被冷冻:

  • “0” — 任何时候都不冷冻Images。

  • “1” — 当ConvThreshold被激活时冷冻Image。

Default: 0

Format:

1 : optFreezing

\(\triangleright \) variable optMethodCIDI

Meaning: Climbing-Image(CI) 和Descending-Image(DI)方法的选项。这种方法只有在你已经有一个合理且收敛的路径时才建议使用。CI/DI方法的选项包括:

  • “0” — 不使用CI/DI方法;

  • “1” — CI方法,只有最高能量或者用户提供的过渡态(TS)会被用于CI;

  • “-1” — DI方法,只有最低能量或者用户提供的局域最小态(LM)会被用于DI;

  • “2” — 混合CI/DI方法,需要提供TS或者LM态的序列号。

Default: 0

Format:

1 : optMethodCIDI

\(\triangleright \) variable startCIDIStep

Meaning: CI/DI方法的起始步数,只有当optMethodCIDI=1的时候才有效

Default: 100

Format:

200 : startCIDIStep

\(\triangleright \) variable pickupImages

Meaning: CI/DI 方法中用到的image的个数

Default: 过渡态或者局域最小态的image的个数

Format:

% pickupImages
9 11 17
% EndPickupImages

注意: 在这种情况下,第9,第11,第17个image会被应用在CI/DI方法中。过渡态的image和局域最小态的image会被自动分别应用于CI和DI方法。

\(\triangleright \) variable FormatType

Meaning: 路径输出文件中结构的格式,位于results1/PATH/路径下。路径结构的输出格式包括:

  • “1” — XCRYSDEN格式(.xsf 文件);

  • “2” —VASP POSCAR;

  • “3” — 晶格的XYZ格式。

Default: 2

Format:

1 : FormatType

\(\triangleright \) variable PrintStep

Meaning: 每PrintStep步将VCNEB的重启文件保存在results1/STEP/路径下。

Default: 1

Format:

10 : PrintStep

注意: 对使用力场软件如GULP的用户,我们建议设置PrintStep=10以减少保存重启文件的时间消耗。

\includegraphics[scale=1.3]{pic/VCNEB_BH}
BH在168 GPa时的\(Ibam\)\(\rightarrow \)\(P6/mmm\) 相变 13 。出现Pbcm中间相。\(Ibam\)\(\rightarrow \)\(Pbcm\)和 \(Pbcm\)\(\rightarrow \)\(P6/mmm\)片段上的鞍点的势垒分别为0.32、0.19 eV/f.u.

图Fig. ??显示了使用VCNEB方法的一个例子:在168 GPa下的BH由Ibam相转变为P6/mmm相的相变机理和能垒,我们获得了一个Pbcm的过渡态。