AI计算模拟
AI COMPUTATIONAL SIMULATION
AI计算模拟
以AI、大数据分析及数字化工作流为基础的综合计算模拟解决方案


VASP简介




【严正声明】

源资信息科技(上海)有限公司为VASP软件在中国地区的软件及售后服务提供商(中国地区授权一家,可提供正规授权函)。
未经本公司授权,任何单位和个人均无权销售、宣传和培训VASP。需要购买VASP软件者请直接跟我司联系,通过正规途径获取正版软件和正规服务。



1. VASP软件介绍


VASP(Vienna Ab-inito Simulation Package)是维也纳大学Hafner小组开发的进行电子结构计算和量子力学-分子动力学模拟软件包。它是目前材料模拟和计算物质科学研究中最流行的商用软件之一。VASP是基于贋势平面波基组的第一性原理密度泛函计算程序,VASP软件作为目前国内国际上领先的的第一性原理计算软件,可以研究多种体系,包括金属及其氧化物、半导体、晶体、掺杂体系、纳米材料、分子、团簇、表面体系和界面体系等。

VASP不仅能够计算得到各种体系的平衡结构和能量,而且还能够对材料的电子性质进行精确的预测,深度剖析材料的各种理化性质。VASP软件功能强大,性能稳定,每年在许多国际核心期刊上发表上万篇文章(知名的杂志诸如Science、Journal of the American Society、Nano letters、Physical Review Letters等)。同时,VASP同时支持CPU和GPU计算,可以使用较小的内存实现大规模的高效率并行计算。



2. VASP能够计算的性质

VASP软件的基本原理是在密度泛函理论(DFT)框架内采用平面波基组展开的方法求解Kohn-Sham方程。VASP采用周期性边界条件(或超晶胞模型), 基于密度泛函和赝势理论对原子、分子、表面、团簇等多种体系进行几何结构优化得到稳定构型,进而获得各种结构参数和能量。同时,还能够计算多种电学、光学、磁学等性质。

Ø 几何性质

     结构参数(键长、键角、晶格参数、原子位置),稳定构型等

Ø 能量

     体系总能量、表面能、界面结合能、吸附能、缺陷形成能

Ø 电子性质

     电子态密度,能带结构,电荷密度分布,电子局域化函数(ELF),Bader Charge

Ø 光学性质:介电函数矩阵

Ø 计算材料的激发态(GW准粒子修正)

Ø 计算X-ray吸收光谱(XAS

Ø 磁学性质

     自旋极化、共线和非共线性磁性,自旋轨道耦合

Ø 机器学习(MLFF

Ø 从头分子动力学模拟

Ø 计算材料的激发态(GW准粒子修正)

Ø 电声耦合方法

3. VASP的赝势库

VASP软件是基于贋势和平面波基组的第一性原理密度泛函计算程序。VASP使用的是平面波基组,电子与原子核之间的相互作用使用投影缀加波贋势(Projector Augmented Wave,PAW)方法描述,从而进行量子力学计算。VASP采用PAW贋势,使得平面波基组尺寸非常小,描述原子一般不超过100个平面波基组,大多数情况下每原子50个平面波就能得到可靠结果。

VASP软件中的PAW贋势分为以下几种分类方法:

1. 按贋势支持的泛函种类分为GGA和LDA;
2. 按原子中是否处理的半芯态(semi-core),分为A,A_sv,A_pv和A_d;
3. 按赝势文件中截断能参数ENMAX的大小,分为普通赝势A,软赝势A_s(精度较低,速度较快)和硬赝势A_h(精度较高,速度较慢);
4. 用于支持GW/RPA计算的贋势为A_GW。

4.VASP支持的泛函


Ø 局域密度近似(LDA广义梯度近似(GGA

      LDAGGA-AM05GGA-PBEsolGGA-PBEGGA-rPBEGGA-BLYP

Ø 杂化泛函

      HSE06PBE0B3LYPDDH/DSH

Ø Meta-GGA泛函

      revTPSSTPSSM06-LMBJLDASCANrSCANr2SCANMS0MS1MS2M06-LMBJLDA

Ø 范德华密度泛函

      optB86b-vdWoptB88-vdWoptPBE-vdWrPW86-vdW2revPBE-vdWBEEF-vDWSCAN+rVV10rev-vdW-DF2



5. VASP的算法特征:
  1. 在密度泛函理论(DFT)框架内求解Kohn-Sham方程
  2. Hartree-Fock(HF)的近似下求解Roothaan方程
  3. 支持格林函数方法(GW准粒子近似,Low Scaling GWACFDT-RPA)
  4. 微扰理论二阶Møller-Plesset),支持屏蔽交换(Screened Exchange
  5. 支持从头分子动力学,AIMD
  6. 使用高效的矩阵对角化技术求解电子基态。在迭代求解过程中采用了BroydenPulay密度混合方案加速自洽循环的收敛
  7. 自动确定任意构型的对称性。利用对称性方便设定Monkhorst-Pack特殊点,可用于高效地计算材料和对称团簇。Brillouin区的积分使用模糊方法或Blöchl改进的四面体布点-积分方法,实现更快的k点收敛
  8. 支持scaLAPACK大尺度快速计算
  9. 支持自旋极化、自旋轨道耦合、非共线性磁性
  10. 支持df轨道强关联作用计算的DFT+U方法
  11. 支持Space-time计算方法
  12. 基于Zacharias-Giustino方法考虑电子-声子耦合,计算X-ray吸收光谱(XAS);光谱发射率、总发射率关于温度的函数及黑体辐射关于频率的函数。
  13. 能够实现大规模的高效率并行计算,支持多核多节点并行计算,对核数节点数均没有限制支持单用户多用户同时使用