VASP计算吸附能教程

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本文为使用VASP 5.4.4软件计算吸附能教程，请提前安装VESTA（用于建模及转换格式）、anaconda（用于自动生成VASP文件）、materials studio（较大，若已安装VESTA可不安装，用于建模）。

以Li(110)与Ca原子吸附能计算为例，吸附能公式为Eads=ELi(110) + Ca – ELi(110) – ECa，也就是我们需要计算Li(110)表面吸附Ca的总能量、Li(110)的能量和Ca的能量。

一、计算Li(110)的能量

计算Li(110)能量的大致步骤为，下载晶体结构 - 扩胞 - 优化 - 切胞 - 优化。

1. 下载Li结构，选取materials project 网站中最稳定（Energy Above=0）的Li结构，并下载其cif文件。

2. 扩胞并优化结构

（1）Materials studio扩胞(注：此处可直接用VESTA扩胞切胞，使用Materials studio仅为个人习惯。Build – symmetry – supercell 扩胞5*3*1，导出为cif文件

（2）准备VASP计算文件

l  若已有VASP计算所需要的INCAR，KPOINT，POTCAR，可直接将Cif文件去VESTA导出为POSCAR文件，用VASP优化结构。

l  若无INCAR，KPOINT，POTCAR ，可将Cif文件用附件中的VASP input generation.ipynb脚本去自动生成。

生成步骤为：

Ø  a.将脚本与cif文件放到同一路径下；

Ø  b.修改脚本中的cif名称及生成文件名称；

Ø  c.点击运行即可，当前路径出现相应的VASP计算文件夹；

d.自动生成的VASP文件即可拿来就用吗，KPOINT和INCAR根据计算需求或参考文献决定是否要修改自动生成文本，POSCAR若要固定与弛豫某些原子时需要更改，具体如何更改还需了解每个参数的意义，在此不多赘述，此处不修改任何自动生成值

（3）在当前VASP计算文件夹下加入计算提交脚本vasp5.4.4.sh

（4）在服务器中qsub vasp5.4.4.sh即可提交任务

3. 切胞并优化结构

（1）晶胞优化后生成的CONTCAR去VESTA转换为cif文件

（2）Materials studio切Li的110晶面。Build – surface – cleave surface 110晶面后，再Build – crystals – Build vacuum slab crystal加15埃真空层，导出为cif文件

（3）再去VESTA转换为POSCAR去VASP计算，此处可再拿cif文件去自动生成，也可手动修改上一步的INCAR、KPOINT、POTCAR再去使用，若要手动修改需要知道切胞后会影响切胞前的VASP文件中哪些地方：

l  KPOINT有可能会根据不同原子数和排布改变，此处变为1*1*1

l  POTCAR还是Li原子，POTCAR不变

l  POSCAR用切胞后的POSCAR

l  INCAR中的EDIFF代表收敛精度，可能会变，该体系此处未变； MAGMOM = 135*0.6为磁矩，135为原子数，若切胞后原子数改变，则需要修改，此处未变；ISIF=2，此处更改，此处不需要优化晶胞，仅优化原子位置即可。

（4）修改VASP文件后即可去计算得到Li(110)的能量

二、计算Li(110)表面吸附Ca的总能量

此处使用第一步得到的CONTCAR为吸附Ca的Li(110)表面，同第一步，将CONTCAR-VESTA导出为cif文件，此时Ca可能有多种吸附位点，通过pymatgen adsorbate.ipyc自动生成，并生成VASP文件，再逐个计算(视情况而定是否全部计算)。

具体步骤如下：

（1）同第一步，cif与ipyc文件放到同一路径下，更改ipyc代码中cif文件名称，生成图片名称，吸附物种名称，运行。

（2）在当前路径下自动生成全部POSCAR以及可能的吸附位点图。

（3）VASP计算文件生成

取一个POSCAR转化为cif文件，自动生成其VASP文件，改变INCAR中ISIF=2, 对于其他的吸附位点的构型，使用相同的POTCAR、INCAR、KPOINT，仅改变POSCAR，再去计算。

三、计算Ca的能量

将第二步的结构去掉Li(110)，留下Ca，将第二步POTCAR的Li的部分去掉，INCAR的磁矩更改MAGMOM = 1*0.6或不考虑磁矩，KPOINT不变，计算Ca的能量 

四、处理数据

Energy值取OUTCAR的最后一个energy without entropy的值

计算得到吸附能值为2.96 eV（吸附能值准确与否此处不讨论）。