计算材料学

本文包括博客运营过程中的常见问题及解决方案

本文内容为python matplotlib包总结的SCI论文模版，内容不全面，不断更新中……

记录一些日常使用的网站不迷路……

参考文献

HenkelmanGroup

大师兄科研网

计算流程

优化结构$\rightarrow$Bader静态计算

Bader电荷分析的计算部分

1）将优化结构得到的CONTCAR改名为POSCAR

2）更改参数

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# 需要更改的参数
IBRION = -1
NSW = 0
LCHARG = True #确定这个参数不是False否则无法写出CHGCAR
# 需要加的参数
LAECHG = .TRUE.
LCHARG = .TRUE.

3) 计算后运行命令查看文件”ACF.dat”的第五列（CHARGE列）

chgsum.pl AECCAR0 AECCAR2; bader CHGCAR -ref CHGCAR_sum; cat ACF.dat

本文中包括python语法中单分支结构，二分支结构，二分支结构紧凑形，多分支结构和异常捕获

经常和导师以及办公室的伙伴讨论

好处：得到一些启发性的建议，确保自己的方向没有偏离，保持高效。

当然，每个实验室的风格不太一样。在复旦的lab，老板要求我们每周六晚上10:00之前给他发邮件，汇报这一周的工作进展。这种方式有利有弊，有利的在于，会推动我们定期总结；弊端在于，我们总是想着，等到周六再汇报，那么中间积攒一些数据再跟老板讨论，会显得自己工作量比较大，但其实一周讨论一次确实太少了，很多时候你做着做着方向就偏了，或者很多实验设计地并不合理，导致一周中做了很多无用功。如果经常跟导师讨论，会确保自己得到更多的指点，也会学到更多的学术思维，避免自己做无用功。

USC那边的实验室风格就很不一样。工作日每天老板都在lab，随时可以找他讨论，哪怕一个再小的结果，然后一起讨论下一步的实验方案。这种方式就比较高效，老板每天都知道学生在做什么，学生每天也能得到老板的指导和讨论。当然，你也可以选择自己思考，自己设计实验方案，这个完全不矛盾，导师在办公室，只是确保你能找到他，跟他讨论。去不去，去几次根据自己的需要调整。

但是，讨论真的太重要了，无论是跟导师还是跟实验室的同伴。

作者：xupenggoing
链接：https://www.zhihu.com/question/394796969/answer/1228109975
来源：知乎
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规律的摆放实验器材及整洁的办公环境

省去每天找数据的时间，提高效率和心情。

序言

1. Density functional theory：A practical introduction, by David Sholl
2. Vasp pdf 官方手册
3. Vasp官方论坛
4. Vs-code 文本编辑
5. Material studio
6. P4-vasp
7. Vesta(原子结构可视化软件)
8. ATOM(文本编辑软件)
9. notepad++(文本编辑软件)
10. Putty(Win下远程登录软件)

输入文件简介

INCAR：告诉VASP算什么，怎么算

金属ISMEAR=1，分子，半导体和绝缘体ISMEAR=0。在DOS能带计算中， 使用ISMEAR = -5 用于获取精确的信息。 SIGMA一般取0.10 或者采用默认值 0.20 即可。 当ISMEAR=-5时，SIGMA的值可以忽略。分子原子体系，SIGMA=0.01。SIGMA的测试标准是：grep 'entropy T' OUTCAR/体系原子数目 < 0.001即可。

POSCAR：各个原子的位置信息

KPOINTS：包含计算的K点信息==（不理解什么是K点信息）==

Monkhorst-Pack Grid(原始网格)。gamma centered Monkhorst-Pack Grid (高等级的)

两者的区别是 M 在 G的基础上在三个方向上平移了1/(2N)个单位。计算时：(1)对于原子或者分子的计算，K点取一个gamma点就够了。(2)永远用Gamma centered就可以了。

POTCAR：对应的是计算过程中每个原子的平面波基组，描述原子中原子核和电子的相关信息。 ==（什么是平面波基组？这个问题我一直不太了解）==

POTCAR要和POSCAR保持一致，负责计算会出错。

grep TIT POTCAR 查看POTCAR中的元素

grep ENMAX POTCAR 查看POTCAR的Cut-off 能量

一些常见的linux操作

man cat or cat -help 查看cat命令帮助

cat: 文件名前加n会显示行数cat -n INCAR

more:和cat一样用来查看文件

less: 运行后，敲v是编辑命令，敲q是离开命令

echo:相当于python的打印命令

linux下的单引号会不识别变量，只有双引号识别变量

seq: 类似range()或者np.arange()，用来生成一串数字

seq 1 2 10，会生成1，3，5，7，9

tree:生成当前目录结构，tree -d只显示文件夹

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# 建立0.01-0.09九个文件夹
for i in {1..9}; do mkdir 0.0$i;done
#INCAR 内容
     1	SYSTEM = O_atom
     2	ISMEAR = 0
     3	SIGMA = 0.01
#分别替换0.01-0.09九个文件夹中的SIGMA值为0.01-0.09
for i in {1..9};do sed -i "3s/0.01/0.0$i/g" 0.0$i/INCAR ;done
for i in {1..9};do sed -i "3,5s/0.01/0.0$i/g" 0.0$i/INCAR;done(选择3-5行)

输出文件-OSZICAR详细解读(E0)

判断计算是否收敛：tail OUTCAR看是否有user time那些参数

（由于是单个O原子体系，所以没有进行结构优化，只有一个离子步）

N：表电子步的迭代步数，本例中里面有7个电子步；

E：当前电子步的体系能量；

dE：该步和上一步两个离子步体系能量的差值； 在单点（静态）计算中，等于entropySIGMA的值。SIGMA值来自于INCAR，entropy,对应entropy T\S这个值，可以在OUTCAR中获得。

grep 'entropy T' OUTCAR|tail -n -1|会把前面的结果传到后面

d eps: the change in the bandstructure energy, 本征值的变化

nag: the number of evaluations of theHamiltonian acting onto a wavefunction；波函数的优化次数

rms: the norm of the residuum of the trialwavefunctions (i.e. their approximate error)

DAV/RMM/CG：blocked Davidson iteration scheme的缩写，一个电子自洽算法的缩写，今后的计算中还有RMM (residual minimization scheme) 和 CG （conjugate-gradientalgorithm）等，这些参数有INCAR中的ALGO决定。（ALGO = FAST is a very reasonable compromise, and should be specified for system with more than 10-20 atoms）。

==后面的几个参数一知半解==

F:体系的总能量=grep 'free energy TOTEN' OUTCAR

E0:后能量对应OUTCAR中 energy(sigma->0)后面的能量

energy without entropy=free energy TOTEN 后面的能量减去 Entropy T*S 后面的能量

输出文件OUTCAR的基本内容

固体物理中，费米能级对应最高电子占据的轨道能量，就是HOMO。

O原子能量的正确计算

O本来的电子排布，有两个单电子，所以O原子是有磁性的，要考虑自旋（ISPIN=2）

(从OUTCAR中得到)

Band 1中有两个电子，对应2s,但是Band2-4上带有1.33个电子，对应2p4，这里的电子占据不正确，再INCAR中加入ISPIN=2后，计算得到：

电子步减少，磁（右下角mag）=0，这明显与O的电子排布不相符。查看OUTCAR中电子排布：

发现电子排布被分为spin cpmpoment1和spin component2.O原子的正确排布应该有四个向上的电子和两个向下的电子。但现在向下和向上的电子数相等，明显不对。==此时通过更改POSCAR格子的对称性来修改尝试。==

ISYM参数为设置

工作篇

每天只完成最核心的一件任务

上网篇

降低购物软件使用的次数，无论多便宜，多精致的东西，没有需求就不买。

六天生存，一天生活

自己总想着用周六周日来处理一下周内没干完的事情，于是想玩又玩不尽兴，在周末做事又觉得憋屈，效率极其低下。

接着上一篇继续讲我在国外读博士期间的故事。