INCAR 中的常用标签
INCAR 中的常用标签
整理一些常用的碰到的 tags，没有的依然是返回 VASP 手册咯；整理了的都是最简单的信息，更多信息也是查手册咯。分类和顺序按 OUTCAR 描述的。
标签名似乎也有一些规律，如以 L 开头的几乎都是逻辑（Logic）标签，取值都是布尔；
与常规编程不同，INCAR 中所有标签的取值，字符串类型无需加引号，如 SYSTEM = O2_geo；布尔类型应在两端加上 .，如 LWAVE = .FALSE.；
几种必要的数据类型（仅是为了方便我理解，这个并不用会）：
| 类型 | 中文名 | 值域 | 备注 |
|---|---|---|---|
| INT | 16 位整型 | -32768～+32767 | VASP 的 int 类型通常指定了仅有的几种取值 |
| REAL | 实型 | -2^128 ~ 2^128 | |
| BOOL | 布尔 | 0 或 1 | VASP 中用 .TURE. 和 .FALSE. |
Start Parameters
SYSTEM
取值：字符串。缺省值：unknown system
描述：用来备注计算的体系，其值会被写入 OUTCAR 中。
ISTART
取值：0 | 1 | 2 | 3
缺省值：如果 WAVECAR 存在，则为 1，否则为 0
描述：是否读取 WAVECAR
| ISTART | Function |
|---|---|
| 0 | 从头开始 |
| 1 | 从 WAVECAR 读取轨道 |
| 2 | |
| 3 | . |
ISPIN
取值：1（缺省） | 2
描述：自旋极化。
ISPIN = 1 ：不自旋
ISPIN = 2 ：自旋
需要考虑自旋极化一般来说有以下几种：
- 单原子的计算,
- O2 分子 (基态为三重态)
- 自由基相关的计算
- 含 Fe,Co, Ni 的体系
- 要计算的体系具有磁性：顺磁，铁磁，反铁磁等，要打开自旋极化。
- 当关注体系的电子性质时，且自己不知道加或者不加的时候，建议加上。
与 MAGMOM 结合，可以研究共线磁性。
Ex12 VASP 中 MAGMOM 的简单设定 | Learn VASP The Hard Way
ICHARG
取值：0 | 1 | 2 | 4
缺省：ICHARG=2 if ISTART=0，=0 else
描述：决定 VASP 如何构造初始电荷密度
| ICHARG | Function |
|---|---|
| 0 | 从初始波函数计算电荷密度。如果因为无效 WAVECAR 导致 ISTART 重置，则 ICHARG 会被设置为 2。 |
| 1 | 从 CHGCAR 读取电荷密度，使用原子电荷密度的线性组合从旧位置（在 CHGCAR 上）外推到新位置。 |
| 2 | 原子电荷密度叠加 |
| 4 | |
| +10 | 非自洽计算 |
I/O Flags
| Parameters | Default | Describe |
|---|---|---|
| LWAVE | .TRUE. | 是否将波函数写入 WAVECAR |
| LCHARG | .TRUE. | 是否将电荷密度写入 CHGCAR 和 CHG |
Electronic Relaxation
ENCUT
截断能
ENCUT 值越大，计算的越精确，花费的时间也就越多；
ENCUT 的取值与体系中所有的元素有关；
- A）体系中含有不同元素的时候，查看这些元素 POTCAR 中的 ENMAX 值，找出最大的那个；
- B）ENCUT 的最小值为所有元素中 ENMAX 的最大值！
- C）也就是说，找到最大的 ENMAX（max）， ENCUT 值大于等于 ENMAX（max）。
EDIFF
取值：real。缺省值：1E-4
描述：控制电子步（自洽）的收敛标准。多数情况下 1E-4 足以胜任，没必要采用其他数值。
GGA
GGA = 91 | PE | RP | PS | AM
缺省：POTCAR 中的
GGA 指定希望使用的广义梯度近似的类型。
Ionic Relaxation
EDIFFG
取值：real。缺省值： EDIFF x10
描述：离子弛豫的收敛标准
如果为正，表示两个离子步骤之间的总（自由）能变化小于 EDIFFG 时停止弛豫。一般取 0.0001 ~ 0.001 即可。
如果为负，则原子所受最大力小于 |EDIFFG| 时停止弛豫。一般取值 -0.01 ~ -0.05（-0.01 对于力收敛已经是个很严格的要求了）
取值范围引自大师兄科研网：https://www.bigbrosci.com/2017/12/02/ex09/
NSW
取值：int。缺省值：0
描述：离子步的最大步数
IBRION = 0 时，NSW 给出了所有从头开始的 Molecular Dynamics 运行的步骤数，因此必须提供它，否则 VASP 在启动后立即崩溃。
IBRION != 0 时，在所有最小化算法（准牛顿，共轭梯度和阻尼分子动力学）中，NSW 定义了最大离子步数。
IBRION
取值： -1 | 0 | 1 | 2 | 3 | 5 | 6 | 7 | 8 | 44
缺省：IBRION = -1 for NSW = -1 or 0 , =0 else
描述：决定离子如何移动
| IBRION | Function |
|---|---|
| -1 | 静电自洽。此时 NSW 应为 0。 |
| 0 | 分子动力学 |
| 1 | 离子弛豫（RMM-DIIS） 小范围内的稳定结构搜索 |
| 2 | 离子弛豫（共轭梯度算法） 常用 |
| 3 | 离子弛豫（damp 分子动力学）初始结构很差时 |
| 5 | 频率计算。5-8 都是，但常用 5. |
| 44 | 改进的 dimmer 方法 |
IBRION=5 and 6: second derivatives, Hessian matrix and phonon frequencies (finite differences). 对于 IBRION=5 时，所有原子都在三个笛卡尔方向上移动，即使对于中等大小的高对称系统，也需要大量的计算工作。对于 IBRION = 6，仅考虑对称不等价位移，并使用对称性考虑填充其余的 Hessian 矩阵。IBRION=5 支持选择性弛豫，6 不支持。
IBRION=7 and 8: second derivatives, Hessian matrix and phonon frequencies (perturbation theory).
ISIF
取值：ISIF = 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7
缺省值：0(当 IBRION=0，分子动力学时；否则为 2)
描述：1 有哪些需要算，2 有哪些自由度可以优化。
决定是否计算应力张量，以及允许哪些主要自由度改变弛豫和分子动力学。
| ISIF | calculate | degrees-of-freedom | |||
|---|---|---|---|---|---|
| forces | Stress tensor | positions | cell shape | cell volume | |
| 0 | yes | no | yes | no | no |
| 1 | yes | trace only | yes | no | no |
| 2 | yes | yes | yes | no | no |
| 3 | yes | yes | yes | yes | yes |
| 4 | yes | yes | yes | yes | no |
| 5 | yes | yes | no | yes | no |
| 6 | yes | yes | no | yes | yes |
| 7 | yes | yes | no | no | yes |
ISYM
是否考虑对称性。取值：0 | 1 | 2（默认） 0-nonsym 1-usesym 2-fastsym
POTIM
time-step（MD），单位 fs；step width scaling (ionic relaxations).
缺省：if IBRION=0（MD），无缺省，必须用户指定，否则崩溃。
if IBRION=1，2，3（弛豫），缺省 0.5。所有最小化算法（1 准牛顿，2 共轭梯度和 3 阻尼 damped 分子动力学）中，POTIM 均用作步长的缩放常数。特别是准牛顿算法对此参数的选择很敏感。
if **IBRION=5（频率），缺省 0.015。**In frozen phonon calculations, POTIM gives the width of the displacement of each ion to calculate the Hessian Matrix.
VASP.5.1 and newer releases: 如果给的值不合理（过大），会被重置为 0.015 Å.
在
IBRION=2时（这是前提！！），如果初始结构很差，设置较小的POTIM可以有效的避免过度矫正。初始结构越好，POTIM的选择也就越随意。
DOS related values
ISMEAR
ISMEAR 这一项，目前需要记住的是：
- 不同的值对应的是不同的展宽方法；
- 对于分子，原子的计算用 0。
下面是 VASP 官网的一些解释，新手暂时看不懂不要紧，把需要记住的这两条死死记住就可以了。
- 对于半导体和绝缘体体系，ISMEAR 的值取绝对不能大于 0， 一般用 0；
- 对所有体系，如果想获取更加精确能量的时候用 -5：但使用 -5 的时候，K 点数目小于 3 则程序会罢工；
- K 点少，半导体或者绝缘体，那么只能用 ISMEAR = 0；
- 在 DOS 能带计算中，使用 ISMEAR= -5 用于获取精确的信息。
- 对于金属来说，ISMEAR 的取值一般为 0，1；
- 保守地说，ISMEAR = 0 (Gaussian Smearing) 可以满足大部分的体系（金属，导体，半导体，分子）；
- 如果不知道怎么取 ISMEAR，1）直接用 0；2）测试不同的值对计算的影响。
SIGMA
SIGMA 的取值和 ISMEAR 息息相关，也就是和 ISMEAR 这个参数同时出现，设定。下面是一些基本的介绍：
如果用了 ISMEAR = -5； SIGMA 的值可以忽略，也可以不管。（对于所有体系都适用)；
对于金属： ISMEAR = 1 或者 0，非金属: ISMEAR= 0 的时候，一般取 SIGMA = 0.10 即可，默认值是 0.20。不放心的话，用 0.05。
对于气体分子，原子体系（也就是你把分子或者原子放到一个 box 里面）：死死记住下面组合就可以了， ISMEAR = 0; SIGMA = 0.01。
设置一个较小的 SIGMA 值会使收敛变慢。
半导体和绝缘体：
1） K 点小于 4 的时候，用
ISMEAR=0,SIGMA取值小一些；比如 SIGMA=0.05; 此时用 ISMEAR = -5 会出错；2）K 点数目大于 4 的时候，可以使用
ISMEAR= -5；
不过很多人都不放心，为了保险想测试一番。标准是： SIGMA 的取值要保证 OUTCAR 中的 entropy T*S 这一项，平均到每个原子上，要小于 1-2 meV。检查的时候可以用这个命令:
grep 'entropy T' OUTCAR
**注意 1：**这里有两个单引号，不要输入的时候漏掉。
用这个命令，得出的能量除以体系中原子的数目（也就是平均到每个原子上），然后再和 0.001 eV 比较。如果小于，SIGMA 取值 OK，如果大于，再换个小点的数值进行测试。
**注意 2：**这里的说的 entropy，是因为 ISMEAR 展宽这个计算方法引入的，跟我们物理化学书里面的 entropy 完全是两码事。后面我们会介绍如何通过频率分析计算物理化学里面的 Entropy。
摘抄自大师兄网站：https://www.bigbrosci.com/2017/10/15/ex1_02_vasp_preparation_input_incar/