简单VASP计算INCAR设置（结构优化OPT、静态自洽SCF、能带BAND、态密度DOS）

OPT部分INCAR设置

常用参数
一、例一
二、参数分组讲解
- 1、启动设置参数
- - [1.1 `SYSTEM = OPT`](#1.1 SYSTEM = OPT)
  - [1.2 `ISTART：是否读取旧波函数`](#1.2 ISTART：是否读取旧波函数)
  - [1.3 `ICHARG：初始电荷密度来源及是否固定`](#1.3 ICHARG：初始电荷密度来源及是否固定)
  - - 主要可取值
- 2、计算精度
- - [2.1 `ENCUT：平面波截断能`](#2.1 ENCUT：平面波截断能)
  - - 参数类型
  - [2.2 `PREC：FFT 网格和内部精度模式`](#2.2 PREC：FFT 网格和内部精度模式)
  - - 可取值
  - [2.3 `LREAL：PAW 投影算符的处理空间`](#2.3 LREAL：PAW 投影算符的处理空间)
  - - 可取值
  - [2.4 `LASPH：PAW 球内非球形贡献`](#2.4 LASPH：PAW 球内非球形贡献)
  - - 可取值
  - [2.5` ADDGRID：附加积分支持网格`](#2.5 ADDGRID：附加积分支持网格)
  - - 可取值
- [3. 电子自洽设置](#3. 电子自洽设置)
- - [3.1 `ALGO：电子波函数迭代算法`](#3.1 ALGO：电子波函数迭代算法)
  - - 基态和后处理常用取值
  - [3.2 `EDIFF：电子自洽停止阈值`](#3.2 EDIFF：电子自洽停止阈值)
  - - 常用取值
  - [3.3 `NELM：每个离子步的最大电子步数`](#3.3 NELM：每个离子步的最大电子步数)
  - [3.4 `NELMIN：每个离子步的最少电子步数`](#3.4 NELMIN：每个离子步的最少电子步数)
- [4. 电子占据](#4. 电子占据)
- - [4.1 `ISPIN：是否进行自旋极化`](#4.1 ISPIN：是否进行自旋极化)
  - - 可取值
    - [ISPIN = 1](#ISPIN = 1)
    - [ISPIN = 2](#ISPIN = 2)
  - [4.2 `ISMEAR：电子占据和布里渊区积分方式`](#4.2 ISMEAR：电子占据和布里渊区积分方式)
  - - 主要取值
    - 不同任务的快速选择
  - [4.3 `SIGMA：展宽宽度`](#4.3 SIGMA：展宽宽度)
- [5. 离子与晶胞优化](#5. 离子与晶胞优化)
- - [5.1 `IBRION：离子更新、MD、声子或过渡态方法`](#5.1 IBRION：离子更新、MD、声子或过渡态方法)
  - - 主要合法取值
    - [IBRION = -1](#IBRION = -1)
    - [IBRION = 1](#IBRION = 1)
    - [IBRION = 2](#IBRION = 2)
    - [IBRION = 3](#IBRION = 3)
    - [IBRION = 5、6、7、8](#IBRION = 5、6、7、8)
  - [5.2 `NSW：最大离子步数`](#5.2 NSW：最大离子步数)
  - [5.3 `ISIF：应力和结构自由度`](#5.3 ISIF：应力和结构自由度)
  - - [ISIF = 0～8 完整对照](#ISIF = 0～8 完整对照)
    - [Selective dynamics 与 ISIF](#Selective dynamics 与 ISIF)
    - [ISIF ≥ 3 的精度要求](#ISIF ≥ 3 的精度要求)
  - [5.4 `POTIM：结构步长、MD 时间步或声子位移`](#5.4 POTIM：结构步长、MD 时间步或声子位移)
  - [5.5 `EDIFFG：离子优化停止条件`](#5.5 EDIFFG：离子优化停止条件)
  - - 常见负值
- [6. 文件输出](#6. 文件输出)
- - [6.1 `LWAVE：是否输出波函数`](#6.1 LWAVE：是否输出波函数)
  - [6.2 `LCHARG：是否输出电荷密度`](#6.2 LCHARG：是否输出电荷密度)
[三、根据体系选择基础 OPT 设置](#三、根据体系选择基础 OPT 设置)
- [1 非磁性半导体或绝缘体三维体相](#1 非磁性半导体或绝缘体三维体相)
- [2 明确的金属三维体相](#2 明确的金属三维体相)
- [3 磁性材料](#3 磁性材料)
- [4 表面或二维材料](#4 表面或二维材料)
- [5 分子或团簇](#5 分子或团簇)
- [6 大超胞](#6 大超胞)
[四、同一体系连续计算时，哪些参数不能随意改？](#四、同一体系连续计算时，哪些参数不能随意改？)
- [1 OPT → SCF → BAND → DOS 中应一致的物理模型](#1 OPT → SCF → BAND → DOS 中应一致的物理模型)
- [2 可以随阶段改变的参数](#2 可以随阶段改变的参数)
- [3 可以采用分层理论，但必须说明](#3 可以采用分层理论，但必须说明)
[五、计算前后检查清单](#五、计算前后检查清单)
[六、例二](#六、例二)

常用参数

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一、例一

下面这套基础模板默认计算对象是：

新建计算，而不是从旧任务继续；
常规三维周期性体相材料；
非磁性体系；
半导体或绝缘体；
同时优化原子位置、晶胞形状和晶胞体积；
使用普通的半局域密度泛函进行优化。

如果研究的是金属、磁性材料、表面、二维材料、分子、缺陷、DFT+U、杂化泛函或强自旋轨道耦合体系，部分参数必须调整。

ini 复制代码

# ==================== 启动设置 ====================

SYSTEM = OPT       # 计算名称，便于区分材料和计算阶段
ISTART = 0                  # 不读取旧WAVECAR，从头开始计算
ICHARG = 2                  # 用各原子的初始电荷叠加生成起始电荷密度


# ==================== 计算精度 ====================

ENCUT  = 500                # 平面波截断能；500只是示例，应根据POTCAR和收敛测试确定
PREC   = Accurate           # 使用较密的数值网格，适合正式结构优化
LREAL  = .FALSE.            # 使用精度较高的倒空间投影方式
LASPH  = .TRUE.             # 考虑PAW球内非球形电荷贡献，提高能量和受力精度
ADDGRID = .TRUE.            # 使用辅助网格，通常有助于降低受力的数值噪声


# ==================== 电子自洽 ====================

ALGO   = Normal             # 使用稳定性较好的电子求解算法
EDIFF  = 1E-6               # 每个离子步中电子自洽的收敛标准
NELM   = 100                # 每个离子步允许的最大电子迭代次数
NELMIN = 4                  # 每个离子步至少进行4次电子迭代


# ==================== 电子占据 ====================

ISPIN  = 1                  # 按非磁性体系计算
ISMEAR = 0                  # 使用较通用的Gaussian展宽，适合半导体和绝缘体OPT
SIGMA  = 0.05               # 展宽宽度为0.05 eV


# ==================== 离子与晶胞优化 ====================

IBRION = 2                  # 使用稳定性较好的共轭梯度方法移动原子
NSW    = 100                # 最多进行100个离子优化步
ISIF   = 3                  # 同时优化原子位置、晶胞形状和晶胞体积
POTIM  = 0.3                # 控制每次原子移动的步长尺度
EDIFFG = -0.02              # 所有活动原子受力小于0.02 eV/Å时停止优化


# ==================== 文件输出 ====================

LWAVE  = .TRUE.             # 保存WAVECAR，方便中断后继续计算
LCHARG = .TRUE.             # 保存CHGCAR，方便续算或检查电荷密度

二、参数分组讲解

1、启动设置参数

1.1 `SYSTEM = OPT`

SYSTEM 是计算任务的名称或备注。

它主要出现在 OUTCAR 等输出文件中，方便区分不同材料、不同结构以及不同计算阶段。该参数不参与物理计算，因此不会改变总能量、受力、应力或最终结构。

建议采用能看出"材料名称 + 计算阶段"的命名方式，例如：

ini 复制代码

SYSTEM = Si_OPT
SYSTEM = CaCO3_OPT
SYSTEM = Bi2Te3_OPT

1.2 `ISTART：是否读取旧波函数`

新计算一般：ISTART = 0
ISTART 决定是否读取 WAVECAR，以及读取后如何处理平面波基组。
当前目录存在 WAVECAR 时，VASP 通常默认 ISTART = 1；
没有 WAVECAR 时，默认 ISTART = 0。

ISTART	含义	什么时候使用
0	不读取 WAVECAR，从头初始化波函数	新计算；WAVECAR 不可靠；赝势、K 点或计算类型变化较大
1	读取 WAVECAR，但按照当前晶胞和当前 ENCUT 重新定义平面波集合，即保持"截断能规则"	普通续算；改变 ENCUT；不同固定体积点的能量计算
2	读取 WAVECAR，并保持旧 WAVECAR 中的平面波基组	对同一个可变晶胞优化进行一致续算；明确需要固定旧基组时
3	在 ISTART = 2 基础上，还读取 TMPCAR 中前两步信息进行轨道和电荷预测	被迫把分子动力学拆成很短任务时；普通 OPT 不用

1.3 `ICHARG：初始电荷密度来源及是否固定`

新计算一般：ICHARG = 2
ICHARG 决定初始电荷密度怎样构造，还决定整个计算中电荷密度是否保持不变。
ISTART = 0 时，通常默认 ICHARG = 2；
其他情况下通常默认 ICHARG = 0。

主要可取值

ICHARG	含义	典型用途
0	由初始波函数计算初始电荷密度	已可靠读取 WAVECAR 的普通续算
1	从 CHGCAR 读取电荷密度，并针对新原子位置作外推	输入小幅变化、续算、提高收敛速度
2	叠加各原子的电荷密度作为初始密度	全新 SCF 或 OPT
4	从 POT 文件读取局域势	OEP 等特殊方法，不用于普通 OPT
5	外部程序在每个电子步更新占据和电荷密度	DFT+DMFT 等外部耦合流程
10	由初始波函数得到密度后固定，不再更新	特殊非自洽模式
11	从 CHGCAR 读取电荷密度并固定	标准 BAND、某些 DOS 和固定密度计算
12	用原子电荷叠加得到密度并固定	Harris-Foulkes 类非自洽近似

2、计算精度

2.1 `ENCUT：平面波截断能`

ENCUT 不是 400、500、520 等几个离散选项，而是连续数值。
数值越高，平面波基组通常越大，计算越慢，但能量、受力和应力一般更接近收敛结果。
正式计算一般1.1～1.3 × max(ENMAX)

参数类型

项目	内容
类型	正实数
单位	eV
默认值	POTCAR 中所有元素 ENMAX 的最大值

2.2 `PREC：FFT 网格和内部精度模式`

VASP 4.x：默认 Medium；
VASP 5.x 及以后：默认 Normal。

可取值

PREC	含义	是否推荐及使用场景
Normal	常规精度网格；VASP 5 以后默认值	大多数常规计算、预优化；正式计算也可在验证后使用
Accurate	更密的 FFT 网格，减小 egg-box 和混叠误差	正式 OPT、精确受力、应力、声子和二阶导数
Single	不使用常规双网格，降低内存和输出文件体积	真空区电荷密度或 STM 等特殊场景；不是一般 OPT 首选
SingleN	VASP 6 提供的特殊单网格模式	特殊内存或网格需求，普通 OPT 很少使用
Low	旧兼容模式，精度低	已弃用，不建议
Medium	VASP 4 时代默认模式	已弃用，不建议
High	旧高精度模式，主要通过提高默认 ENCUT 等实现	已弃用，不建议

2.3 `LREAL：PAW 投影算符的处理空间`

原子数不太多；
正式结构优化；
吸附能、缺陷能、相对能量等精细比较；
希望避免实空间投影近似。
- 上述用.FALSE. -
官方建议原子数超过约 30 时考虑实空间投影，并且只推荐 Auto 模式。"30 个原子"只是经验分界 。
- 上述用AUTO -
默认值是 LREAL = .FALSE.

可取值

LREAL	含义	使用建议
.FALSE.	在倒空间计算投影	精度优先；小中型体系；精确能量差和受力
Auto 或 A	在实空间投影，并自动优化投影算符	大体系提速；推荐的实空间模式
On 或 O	在实空间投影，采用旧的现场优化方案	不推荐，主要用于旧输入兼容
.TRUE.	直接使用 POTCAR 中的实空间投影算符	可能不准确，不推荐

2.4 `LASPH：PAW 球内非球形贡献`

可取值

对 3d 过渡金属、f 元素、磁性原子、DFT+U、杂化泛函、meta-GGA 和 vdW-DF 类泛函，LASPH = .TRUE. 对准确总能量、能带和磁性尤其重要。
对比两个结构或不同计算阶段时应保持一致，否则能量差可能混入方法设置差异。

LASPH	含义	使用场景
.FALSE.	不加入梯度修正中的非球形贡献；默认值	简单体系可作为低成本设置，正式计算需谨慎
.TRUE.	加入 PAW 球内非球形梯度修正	d/f 电子、磁性、DFT+U、meta-GGA、杂化泛函、vdW-DF

2.5 `ADDGRID：附加积分支持网格`

默认关

可取值

ADDGRID	含义	使用建议
.FALSE.	不使用额外支持网格；默认值	普通计算的默认选择
.TRUE.	使用更密的附加网格处理 augmentation charge	受力噪声明显、测试确认确有改善时

ADDGRID = .TRUE. 可能降低受力数值噪声，让接近收敛阈值的力更平滑。

但附加网格涉及 Fourier 插值，某些体系可能出现 termination wiggles。它不一定改善所有计算。

3. 电子自洽设置

3.1 `ALGO：电子波函数迭代算法`

Normal多
默认：ALGO = Normal
ALGO 还有 GW、BSE、RPA 等多体计算取值。本文列出与基态、OPT、SCF 和普通后处理相关的取值。

基态和后处理常用取值

ALGO	算法或行为	什么时候使用
Normal	blocked Davidson；默认值	多数体系的稳健首选，正式 OPT/SCF
Fast	先 Davidson，再 RMM-DIIS	易收敛体系、较大体系、预优化；较快但稳健性较低
VeryFast	主要使用 RMM-DIIS	很大且已有良好初始波函数的体系；最不稳健，不支持杂化泛函
Old Fast	VASP 5 版本的 Fast 行为	复现旧计算
Old VeryFast	VASP 5 版本的 VeryFast 行为	复现旧计算
All 或 Conjugate	全能带共轭梯度直接优化	磁性、DFT+U、meta-GGA、杂化泛函或 Normal 失败
Damped	轨道阻尼动力学	某些金属、小带隙、杂化或 meta-GGA 难收敛任务；需调 TIME
Exact	完全对角化	大量空带、GW/RPA 前处理或测试；代价高
Subrot	在当前子空间内旋转对角化	特殊用途，普通 OPT 很少使用
Eigenval	固定已有轨道，重新计算本征值	基于 WAVECAR 的后处理
None 或 Nothing	不更新轨道，只重新处理占据和输出	基于已有轨道重新生成 DOS/投影

3.2 `EDIFF：电子自洽停止阈值`

默认：EDIFF = 1E-4。
当相邻电子步的总自由能变化和能带能量变化都小于 EDIFF 时，电子自洽停止。

项目	内容
类型	非负实数
单位	eV
默认值	1E-4
正式计算常用值	1E-6

常用取值

EDIFF	常见用途	评价
1E-4	默认值、粗略预计算	对正式 OPT 的受力可能偏松
1E-5	一般预优化	比默认可靠，精细受力仍需检查
1E-6	正式 OPT、SCF	官方推荐的常用折中
1E-7	声子、有限差分、精细受力	成本更高，部分大体系难达到
1E-8 或更小	极高数值要求	并非越小越好，meta-GGA 或大体系可能难达到
0	不按能量阈值提前停止，执行 NELM 步	调试或特殊任务

3.3 `NELM：每个离子步的最大电子步数`

默认值：60，须为正整数。

NELM	使用场景
40～60	多数易收敛体系
80～120	稍难收敛体系；100 是常见设置
更高	只有确认电子迭代缓慢但稳定下降时
1	配合 ALGO = None 等特殊后处理

3.4 `NELMIN：每个离子步的最少电子步数`

默认值：60，须为正整数，结构优化常用4 ~ 8。
原子变化后电荷密度需要重新适应。过早停止会使力的历史信息不稳定，尤其影响 IBRION = 1。但 NELMIN 也不是越高越好。

NELMIN	什么时候使用
2	默认值；普通易收敛体系
4	简单体相 OPT；基础模板常用
6～8	复杂表面、MD、电荷调整较慢的体系
更高	很少需要，会强制增加成本

4. 电子占据

4.1 `ISPIN：是否进行自旋极化`

默认值是 ISPIN = 1。

可取值

ISPIN	含义	使用场景
1	非自旋极化；上下自旋共用同一电荷密度	已确认非磁性的体系
2	共线自旋极化；上下自旋分别处理	磁性材料、自由基、磁性缺陷及可能有未配对电子的体系

ISPIN = 1

适用于 Si 等明确非磁性半导体、闭壳层离子化合物，以及已通过实验或自旋极化测试确认无磁性的体系。

ISPIN = 1 不是让 VASP 自动判断有没有磁性，而是强制体系不能形成自旋极化解。

ISPIN = 2

适用于：

Fe、Co、Ni、Mn、Cr 等过渡金属体系；
稀土体系；
磁性氧化物；
自由基；
空位、边缘、吸附原子等可能产生局域磁矩的体系。

通常还必须设置磁矩：

ini 复制代码

ISPIN  = 2
MAGMOM = ...

反铁磁材料需要用正负初始磁矩构造不同磁序并分别比较。

使用 LNONCOLLINEAR = .TRUE. 时，ISPIN 会被忽略。非共线磁性和 SOC 需要另一套输入。

4.2 `ISMEAR：电子占据和布里渊区积分方式`

ISMEAR = -14 和 -15 属于较新选项，使用前确认 VASP 版本。

主要取值

ISMEAR	方法	什么时候使用
大于 0	对应阶数的 Methfessel-Paxton 展宽	金属 OPT；常用 1 或 2
0	Gaussian 展宽	半导体、绝缘体、金属性未知体系
-1	Fermi-Dirac 展宽	需要电子温度物理含义时
-2	从 WAVECAR 或 FERWE/FERDO 读取并固定占据	约束电子态等特殊任务
-3	按 SMEARINGS 循环测试多种展宽	展宽测试；不能与普通 OPT 同时使用
-4	不带 Blöchl 修正的四面体法	静态积分；通常不如 -5 常用
-5	带 Blöchl 修正的四面体法	精确静态总能、DOS；均匀且足够密的 Γ 中心 K 网格
-14	带 Fermi-Dirac 展宽的四面体法	需要温度占据与四面体插值的特殊计算
-15	带 Blöchl 修正及 Fermi-Dirac 展宽的四面体法	精确占据、输运等新版特殊任务

不同任务的快速选择

任务	推荐起点
不知道材料是否金属	ISMEAR = 0，SIGMA = 0.03～0.10
半导体/绝缘体 OPT	ISMEAR = 0，SIGMA ≈ 0.05
明确金属 OPT	ISMEAR = 1 或 2；SIGMA 按 entropy T*S 测试
半导体/绝缘体高精度静态能SCF	ISMEAR = -5，密集 Γ 中心网格
DOS	ISMEAR = -5，密集均匀 K 网格
BAND 线性路径	通常 ICHARG = 11；不要用线性 K 路径做四面体积分

4.3 `SIGMA：展宽宽度`

SIGMA 太大会产生过多部分占据、模糊带隙并改变自由能、受力和应力。
SIGMA 太小会使金属 SCF 变慢、占据跳变，并对 K 点更加敏感。

项目	内容
类型	实数
单位	eV
默认值	0.2 eV
是否总生效	ISMEAR = -4、-5 时不作为普通展宽宽度使用

SIGMA 的合理值取决于 ISMEAR，不能单独选择。

ISMEAR 和体系	SIGMA 常见起点	判断标准
ISMEAR = 0，半导体/绝缘体	0.03～0.10 eV	力、应力和总能对 SIGMA 收敛
ISMEAR = 0，金属性未知	0.05～0.10 eV	先保证稳健，再判断体系类型
ISMEAR = 1/2，金属 OPT	0.10～0.20 eV	entropy T*S 小于约 1 meV/atom
ISMEAR = -1	SIGMA = kBT	根据目标电子温度

5. 离子与晶胞优化

5.1 `IBRION：离子更新、MD、声子或过渡态方法`

IBRION 的取值不都属于结构优化，其中还包括 MD、声子和过渡态方法。

主要合法取值

IBRION	功能	什么时候使用
-1	不更新原子或晶胞	静态 SCF、BAND、DOS；配合 NSW = 0
0	分子动力学	AIMD；POTIM 是时间步，单位 fs
1	RMM-DIIS 离子优化	自由度较多且已接近极小值
2	共轭梯度优化	普通 OPT 的稳健默认选择
3	阻尼分子动力学优化	初始结构较差、离极小值较远时
5	有限差分声子，不利用对称性	当前不推荐；需不用对称性时才考虑
6	有限差分声子，利用对称性	常用有限位移 Γ 点声子
7	DFPT 声子，不利用对称性	当前不推荐
8	DFPT 声子，利用对称性	线性响应声子
11	从标准输入交互提供结构	特殊交互工作流
12	通过 Python 插件修改结构	自定义程序耦合
40	IRC 计算	从过渡态沿内禀反应坐标跟踪
44	改进 dimer method	搜索过渡态

IBRION = -1

不更新结构。常用：

ini 复制代码

IBRION = -1
NSW    = 0

不要写 IBRION = -1、NSW > 0，否则可能重复计算同一结构。

IBRION = 1

使用历史结构和力近似 Hessian，接近极小值时很快。

适合已经用 IBRION = 2 预优化、力较小、自由度较多的结构。初始结构很差、受力噪声大或电子自洽不稳时不适合。

通常需要可靠的力，并可配合 NELMIN = 4～8。

IBRION = 2

共轭梯度法，稳健，对 POTIM 不如 IBRION = 1/3 敏感，适合大多数普通 OPT。接近最低点时可能比 IBRION = 1 慢。

IBRION = 3

通过带阻尼的离子动力学逐渐降低力。

适合初始结构离最低点较远、结构大幅移动或 IBRION = 1 失败时。可先用 3 预优化，再切换 2 或 1。需要合理设置 POTIM 和 SMASS。

IBRION = 5、6、7、8

这些是声子计算：

5/6：有限差分；
7/8：DFPT；
6/8：利用对称性，通常显著降低计算量；
5/7：当前官方建议优先改用 6/8。

声子还需更严格 EDIFF、合理 NFREE、POTIM、超胞和 K 点。

5.2 `NSW：最大离子步数`

静态计算一般为 0。
默认值是 NSW = 0。

NSW	使用场景
0	SCF、BAND、DOS、单点能
20～60	已接近稳定结构的精修
80～200	普通结构优化
更大	大尺度重构或 MD；应分段检查

5.3 `ISIF：应力和结构自由度`

ISIF = 0～8 完整对照

ISIF	原子受力	应力	优化原子	晶胞形状	晶胞体积	典型用途
0	是	否	是	否	否	固定晶胞 OPT，不需要应力；MD 或特殊昂贵方法
1	是	仅迹/总压力	是	否	否	固定晶胞 OPT，只关心总压力
2	是	完整	是	否	否	固定晶胞 OPT，同时检查完整应力
3	是	完整	是	是	是	三维体相全优化
4	是	完整	是	是	否	优化原子和晶胞形状，保持体积
5	是	完整	否	是	否	固定原子，只改变晶胞形状且保持体积
6	是	完整	否	是	是	固定原子，完全优化晶胞
7	是	完整	否	否	是	固定原子和形状，只等比例改变体积
8	是	完整	是	否	是	优化原子并只改变体积；VASP 6.4.1 起

Selective dynamics 与 ISIF

ISIF 控制总体自由度；
POSCAR 的 Selective dynamics 控制具体原子和方向。

它不能自动实现"只优化二维材料面内晶格而固定真空"的全部晶格约束。新版可结合 LATTICE_CONSTRAINTS，旧版常需分阶段或外部脚本。

ISIF ≥ 3 的精度要求

更充足的 ENCUT；
PREC = Accurate；
收敛的 K 点；
最终检查应力；
不能只依赖 EDIFFG。

5.4 `POTIM：结构步长、MD 时间步或声子位移`

POTIM 是实数，单位和意义取决于 IBRION。

IBRION	POTIM 的含义	默认或常用起点
0	MD 时间步，单位 fs	必须设置；依最轻元素和温度
1	RMM-DIIS 结构更新尺度	默认 0.5；较敏感
2	共轭梯度试探步尺度	默认 0.5；0.3～0.5 常用起点
3	阻尼动力学更新尺度	默认 0.5；与 SMASS 一起调
5、6	有限差分声子位移，单位 Å	VASP 5.1 起默认约 0.015 Å

POTIM = 0.3 不是每步固定移动 0.3 Å。在 IBRION = 1、2、3 中，它只是内部缩放因子。

对 IBRION = 2，0.3 是较保守起点，0.5 是默认值。输出中的 trialstep 可用于估计：

text 复制代码

建议的新 POTIM ≈ 当前 POTIM × trialstep

POTIM 太大会造成能量和力振荡、越过最低点、晶胞突变或异常短键；太小会让优化非常慢。

初始结构差、轻原子受力大、吸附物移动剧烈或晶胞振荡时可减小。

5.5 `EDIFFG：离子优化停止条件`

EDIFFG 是实数，正、负、零含义不同。
默认是 EDIFFG = 10 × EDIFF，通常为正。
正式 OPT 一般主动设为负值。正值较少用于正式 OPT，因为能量变化小不一定代表所有原子受力小。
ISIF = 3 时还要检查应力张量、外部压力、晶格常数和体积变化。

EDIFFG	停止条件	使用建议
正数	相邻两个离子步总能量变化小于 EDIFFG，单位 eV	可用，但不如受力阈值直观
负数	所有原子受力范数小于绝对值，单位 eV/Å	OPT 最常用
0	不提前停止，执行到 NSW	特殊测试

常见负值

EDIFFG	受力要求	常见用途
-0.05	0.05 eV/Å	粗略预优化
-0.03	0.03 eV/Å	一般预优化
-0.02	0.02 eV/Å	常规正式 OPT
-0.01	0.01 eV/Å	精细结构、吸附、缺陷、能垒
-0.005 或更严	0.005 eV/Å	高精度任务；数值噪声必须更小

这些不是强制标准，应根据研究性质确定。

6. 文件输出

6.1 `LWAVE：是否输出波函数`

默认值是 .TRUE.；
LH5 = .FALSE. 时通常输出 WAVECAR；
LH5 = .TRUE. 时写入 vaspwave.h5；
LWAVE 不影响本次能量、受力和结构，只控制输出。

LWAVE	含义	什么时候使用
.TRUE.	输出波函数	续算、后续静态或波函数后处理
.FALSE.	不输出波函数	不需要续算，节省磁盘和 I/O

WAVECAR 不能盲目跨任务复用。改变 K 点、NBANDS、晶胞、ENCUT、POTCAR、自旋或 SOC 后要检查兼容性。

标准 BAND 改用线性 K 路径后，OPT/SCF 的 WAVECAR 通常不能按原 K 点直接复用。当前常用流程是 CHGCAR + ICHARG = 11。

6.2 `LCHARG：是否输出电荷密度`

默认值通常是 .TRUE.；
常规模式输出 CHGCAR 和 CHG；
LH5 = .TRUE. 时电荷密度可能写入 vaspwave.h5；
CHGCAR 可用于 ICHARG = 1 续算、ICHARG = 11 的 BAND/DOS、电荷密度差和 Bader 分析。

LCHARG	含义	什么时候使用
.TRUE.	输出电荷密度	续算、BAND、DOS、电荷分析
.FALSE.	不输出电荷密度	不需要后续读取，节省磁盘

三、根据体系选择基础 OPT 设置

1 非磁性半导体或绝缘体三维体相

ini 复制代码

ISPIN  = 1
ISMEAR = 0
SIGMA  = 0.05

IBRION = 2
ISIF   = 3
EDIFFG = -0.02

前提是已确认非磁性，并且 ENCUT、K 点和晶胞优化精度已收敛。

2 明确的金属三维体相

ini 复制代码

ISPIN  = 1                 # 若可能磁性则改为 2
ISMEAR = 1
SIGMA  = 0.15               # 示例值；需根据 entropy T*S 测试

IBRION = 2
ISIF   = 3

检查 entropy T*S，并测试 SIGMA 和 K 点。

3 磁性材料

ini 复制代码

ISPIN  = 2
MAGMOM = ...
LASPH  = .TRUE.

还要构造不同磁序，比较最终能量和磁矩，必要时使用 DFT+U，并检查 ALGO。

4 表面或二维材料

ini 复制代码

IBRION = 2
ISIF   = 2

通常固定含真空的晶胞，只优化原子。只优化面内晶格时需要晶格约束或分阶段流程。

5 分子或团簇

ini 复制代码

IBRION = 2
ISIF   = 2

真空盒尺寸是人为隔离距离，不是平衡晶格，因此一般不用 ISIF = 3。

6 大超胞

可以测试：

ini 复制代码

LREAL = Auto
ALGO  = Fast

但应和 LREAL = .FALSE.、ALGO = Normal 比较。正式静态能量最好统一用同一高精度设置。

四、同一体系连续计算时，哪些参数不能随意改？

"不能修改"不是程序禁止修改，而是修改后会改变理论模型、数值精度或能量参考，使结果不能直接比较。

1 OPT → SCF → BAND → DOS 中应一致的物理模型

参数或文件	是否应一致	原因
POTCAR 类型和版本	必须一致	改变赝势就改变哈密顿量和价电子定义
元素顺序	必须一致	POSCAR、POTCAR、MAGMOM、LDAU 按顺序对应
交换关联泛函	必须一致	PBE、SCAN、HSE 是不同理论模型
DFT+U 参数	必须一致	U、J 改变结构、能带、磁矩和总能量
自旋设置和磁序	原则上一致	改变电子基态
SOC/非共线设置	原则上一致	改变能级和波函数
vdW 修正	必须一致	改变能量、层间作用和结构
ENCUT	对比任务应一致	避免不同基组误差
LASPH	应一致	改变 PAW 球内势和能量

2 可以随阶段改变的参数

参数	为什么可以改	典型变化
NSW、IBRION、EDIFFG	控制是否移动原子和停止条件	OPT 有离子步；SCF/BAND/DOS 设 NSW = 0
ISIF	不同阶段是否允许晶胞变化	OPT 用 2/3；静态不优化
KPOINTS	不同阶段采样目的不同	OPT 适中；SCF/DOS 更密；BAND 走高对称路径
ISMEAR、SIGMA	优化稳定性和最终积分需求不同	OPT 用展宽；DOS/静态常用 -5
LORBIT、NEDOS	只影响投影和 DOS 输出	DOS 阶段打开
LWAVE、LCHARG	只控制输出	按续算和后处理需要调整
ISTART、ICHARG	阶段需要从头、自洽或固定密度	新 OPT 用 0/2；BAND 用 ICHARG = 11

3 可以采用分层理论，但必须说明

例如先 PBE 优化，再 HSE 做单点能或能带是允许的，但必须说明：

结构来自 PBE；
电子性质由 HSE 计算；
不能描述成全程 HSE 优化。

五、计算前后检查清单

计算前

POSCAR 是否有异常短键；
POTCAR 顺序是否与 POSCAR 一致；
ENCUT 和 K 点是否收敛；
是否可能有磁性；
金属和绝缘体是否选对 ISMEAR；
二维、表面或分子是否错误使用 ISIF = 3；
是否需要 DFT+U、SOC、vdW 或杂化泛函；
WAVECAR 和 CHGCAR 是否兼容。

计算中

每个离子步是否达到 EDIFF；
是否反复达到 NELM；
能量和力是否振荡；
晶胞是否异常突变；
磁矩是否跳变；
是否频繁出现 ZBRENT；
原子是否形成异常短键。

计算结束后

是满足 EDIFFG，还是只达到 NSW；
最大原子受力是否满足要求；
ISIF = 3 时最终应力是否足够小；
晶格常数、体积和键长是否合理；
是否落入不合理局部极小值；
是否需要最终静态 SCF；
后续 BAND、DOS 是否保持同一物理模型。

六、例二

ini 复制代码

# ============================================================
#                         1. 启动设置
# ============================================================

SYSTEM = material_OPT       # 计算名称，建议写明材料、泛函和计算类型

ISTART = 0                  # 全新OPT：不读取旧WAVECAR
ICHARG = 2                  # 全新OPT：由原子电荷叠加生成初始电荷密度

# ISTART = 1                # 普通续算时使用：读取已有WAVECAR
# ICHARG = 1                # 普通续算时使用：读取已有CHGCAR
# ISTART = 2                # 严格接续同一次变晶胞优化时可以考虑
# INIWAV = 1                # 从头计算时随机初始化波函数；通常保持默认即可


# ============================================================
#                    2. 平面波与总体精度
# ============================================================

ENCUT   = 500               # 平面波截断能；必须依据POTCAR和收敛测试确定
PREC    = Accurate          # 使用较高精度FFT网格，正式OPT一般推荐
LREAL   = .FALSE.           # 使用倒空间投影，适合精确受力和能量比较
LASPH   = .TRUE.            # 考虑PAW球内非球形贡献，d/f电子及DFT+U尤其重要
ADDGRID = .TRUE.            # 增加辅助网格，通常可降低受力噪声

# LREAL = Auto              # 数百原子大超胞可测试使用，以降低计算量
# GGA = PE                  # 明确指定PBE泛函时使用；应与整体计算方法一致


# ============================================================
#                       3. 电子自洽
# ============================================================

ALGO   = Normal             # 稳定性较好的电子求解算法，正式OPT常用
EDIFF  = 1E-6               # 每个离子步内的电子自洽收敛标准
NELM   = 100                # 每个离子步最多进行100次电子迭代
NELMIN = 4                  # 每个离子步至少进行4次电子迭代

# NELMDL = -5               # 特殊情况下先固定电荷优化波函数；普通计算不需要
# ALGO = Fast               # 电子容易收敛时可用于加速预优化
# ALGO = All                # Normal难收敛的磁性或复杂体系可尝试
# ALGO = Damped             # HSE等杂化泛函常用；需替换上面的Normal
# TIME = 0.4                # 配合ALGO=Damped使用的阻尼步长


# ============================================================
#                    4. 电子占据与展宽
# ============================================================

ISMEAR = 0                  # 通用OPT设置，适合半导体、绝缘体和金属性未知体系
SIGMA  = 0.05               # Gaussian展宽宽度，单位eV

# ISMEAR = 1                # 金属OPT时替换上面的ISMEAR=0
# SIGMA  = 0.15             # 金属常用展宽起点，一般测试0.10～0.20 eV

# ISMEAR = -1               # 需要Fermi-Dirac占据时使用，普通OPT较少采用
# SIGMA  = 0.05             # 与Fermi-Dirac占据配合的电子温度参数

# 不建议把ISMEAR=-5作为所有结构优化的通用设置
# ISMEAR=-5更适合最终静态能量和DOS计算


# ============================================================
#                    5. 离子与晶胞优化
# ============================================================

IBRION = 2                  # 使用共轭梯度法移动原子，普通OPT的稳妥选择
NSW    = 150                # 最多进行150个离子步
ISIF   = 3                  # 三维体相：优化原子、晶胞形状和晶胞体积
POTIM  = 0.3                # 原子移动步长尺度
EDIFFG = -0.02              # 最大残余力小于0.02 eV/Å时停止
PSTRESS = 0                 # 不额外施加外部压力

# ISIF = 2                  # slab、分子、含真空层体系或固定晶格时使用
# ISIF = 4                  # 固定晶胞体积，优化原子和晶胞形状
# ISIF = 6                  # 固定原子，只优化晶胞形状和体积
# ISIF = 7                  # 固定原子和晶胞形状，只改变体积

# IBRION = 1                # 已接近稳定结构时可用于加快最后阶段优化
# IBRION = 3                # 初始结构较差或优化剧烈振荡时可尝试
# POTIM  = 0.1              # 原子移动过大或优化振荡时减小步长
# EDIFFG = -0.05            # 预优化可采用相对宽松的受力标准
# EDIFFG = -0.01            # 精细优化可采用更严格的受力标准

# PSTRESS = 100             # 施加10 GPa外部压力时使用；1 GPa约等于10 kB


# ============================================================
#                      6. 磁性设置
# ============================================================

ISPIN = 1                   # 普通非磁性体系使用

# ISPIN  = 2                # Fe、Co、Ni、Mn、Cr、自由基和磁性缺陷等使用
# MAGMOM = ...              # 按POSCAR原子顺序设置每个原子的初始磁矩
# NUPDOWN = ...             # 固定总自旋差；只在研究特定自旋态时使用

# 示例：
# MAGMOM = 4*3.0 4*2.0 4*1.0 4*0.0
# 前4个原子初始磁矩3.0，接下来分别为2.0、1.0和0.0


# ============================================================
#                   7. 对称性与结构约束
# ============================================================

ISYM = 2                    # 完美晶体使用对称性，提高计算效率

# ISYM = 0                  # SQS、缺陷、吸附、局域畸变体系通常使用
# ISYM = -1                 # SOC、非共线磁性、磁各向异性常使用

# 具体固定哪些原子不在INCAR中设置
# slab底层固定、部分方向固定等，应在POSCAR中使用Selective dynamics


# ============================================================
#                        8. DFT+U
# ============================================================

# LDAU      = .TRUE.        # 开启DFT+U
# LDAUTYPE  = 2             # 使用常见的Dudarev形式
# LDAUL     = 2 -1          # 对第一类元素的d轨道加U，第二类元素不加U
# LDAUU     = 4.0 0.0       # 各类元素的U值，顺序对应POSCAR元素顺序
# LDAUJ     = 0.0 0.0       # 各类元素的J值
# LDAUPRINT = 1             # 输出DFT+U相关信息
# LMAXMIX   = 4             # d电子体系提高PAW球内电荷展开阶数
# LMAXMIX   = 6             # f电子体系使用更高阶数

# DFT+U参数一旦确定，OPT、SCF、BAND、DOS必须保持一致


# ============================================================
#                  9. 自旋-轨道耦合SOC
# ============================================================

# LSORBIT   = .TRUE.        # 开启SOC，Pb、Bi、Sb、Te等重元素可评估
# ISYM      = -1            # SOC计算通常关闭普通对称性处理
# SAXIS     = 0 0 1         # 设置自旋量子化轴
# GGA_COMPAT = .FALSE.      # SOC高精度计算中常关闭GGA兼容近似
# LORBIT    = 11            # 输出原子和轨道投影信息

# SOC结构优化计算量较高，一般先判断SOC是否会明显影响晶格和键长


# ============================================================
#                   10. 范德华相互作用
# ============================================================

# IVDW = 11                 # 使用D3零阻尼修正
# IVDW = 12                 # 使用D3(BJ)修正，二者选择其一

# 层状材料、分子晶体、有机-无机杂化晶体等可能需要范德华修正
# 所有对比材料必须使用相同的范德华方法


# ============================================================
#                  11. 杂化泛函HSE
# ============================================================

# LHFCALC  = .TRUE.         # 开启杂化泛函
# HFSCREEN = 0.2            # HSE06的屏蔽参数
# AEXX     = 0.25           # 精确交换比例
# ALGO     = Damped         # 替换上面的ALGO=Normal
# TIME     = 0.4            # Damped算法的步长参数
# PRECFOCK = Fast           # 控制精确交换部分的计算精度和成本

# HSE直接优化结构计算量很大，通常只在确有必要时使用


# ============================================================
#                  12. meta-GGA/SCAN
# ============================================================

# METAGGA = SCAN            # 使用SCAN泛函
# LMIXTAU = .TRUE.          # 混合动能密度，常用于改善meta-GGA收敛
# LASPH   = .TRUE.          # SCAN计算应保留非球形PAW贡献


# ============================================================
#              13. slab、表面和非对称体系
# ============================================================

# ISIF   = 2                # 含真空层的slab只优化原子，不优化整个晶胞
# ISYM   = 0                # 吸附或非对称表面一般关闭对称化
# LDIPOL = .TRUE.           # 开启偶极修正
# IDIPOL = 3                # 真空沿z方向时，在z方向施加偶极修正
# DIPOL  = 0.5 0.5 0.5     # 偶极修正参考位置，需结合体系中心调整

# slab底层原子是否固定应在POSCAR中设置Selective dynamics


# ============================================================
#                    14. 带电体系
# ============================================================

# NELECT = ...              # 手动改变总电子数，用于带电缺陷或带电吸附体系
# LDIPOL = .TRUE.           # 带电或强偶极体系可考虑偶极修正
# IDIPOL = 3                # 根据真空方向选择修正方向

# NELECT不能凭氧化态直接填写，应根据POTCAR总价电子数和目标电荷计算


# ============================================================
#                  15. 电子不收敛备用参数
# ============================================================

# ALGO     = All            # Normal持续不收敛时可以尝试
# AMIX     = 0.10           # 减小总电荷混合幅度，降低电子振荡
# BMIX     = 0.0001         # 使电荷混合接近缓慢线性混合
# AMIX_MAG = 0.40           # 减小磁化密度混合幅度
# BMIX_MAG = 0.0001         # 减缓磁化密度振荡
# MAXMIX   = 20             # 控制电荷混合所保留的历史信息
# NELM     = 150            # 确认方法合理后再适度增加最大电子步数

# 这些参数不是常规必开项，只在观察到明确的电子振荡后使用


# ============================================================
#                  16. 离子优化不稳定备用参数
# ============================================================

# IBRION = 3                # 初始结构较差时使用阻尼式优化
# POTIM  = 0.10             # 减小原子移动步长
# NSW    = 200              # 复杂体系适当增加最大离子步数

# 如果存在极短键或原子重叠，应先修改初始结构，而不是只增加NSW


# ============================================================
#                        17. 文件输出
# ============================================================

LWAVE  = .TRUE.             # 保存最终WAVECAR，方便续算
LCHARG = .TRUE.             # 保存最终CHGCAR，方便续算
NWRITE = 2                  # 输出常规详细程度的计算信息

# LWAVE  = .FALSE.          # 大体系预优化、不需要续算时可关闭
# LCHARG = .FALSE.          # OPT后一定重新做SCF时可以关闭

# LVTOT  = .TRUE.           # 输出总局域势到LOCPOT；普通OPT不需要
# LVHAR  = .TRUE.           # 输出离子势与Hartree势；普通OPT不需要
# LELF   = .TRUE.           # 输出ELF；通常应在最终SCF阶段计算
# LAECHG = .TRUE.           # 输出全电子电荷相关文件；Bader分析常在SCF阶段使用


# ============================================================
#                        18. 并行设置
# ============================================================

# NCORE = 13                # 每个轨道组使用的核心数；必须根据计算节点调整
# KPAR  = 2                 # 将K点分组并行；K点较多时可提高效率

# 并行参数主要影响速度和内存，不应改变材料的物理结果

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删除文本

引用文本

简单VASP计算INCAR设置（结构优化OPT、静态自洽SCF、能带BAND、态密度DOS）

OPT部分INCAR设置

常用参数

一、例一

二、参数分组讲解

1、启动设置参数

1.1 SYSTEM = OPT

1.2 ISTART：是否读取旧波函数

1.3 ICHARG：初始电荷密度来源及是否固定

主要可取值

2、计算精度

2.1 ENCUT：平面波截断能

参数类型

2.2 PREC：FFT 网格和内部精度模式

可取值

2.3 LREAL：PAW 投影算符的处理空间

可取值

2.4 LASPH：PAW 球内非球形贡献

可取值

2.5 ADDGRID：附加积分支持网格

可取值

3. 电子自洽设置

3.1 ALGO：电子波函数迭代算法

基态和后处理常用取值

3.2 EDIFF：电子自洽停止阈值

常用取值

3.3 NELM：每个离子步的最大电子步数

3.4 NELMIN：每个离子步的最少电子步数

4. 电子占据

4.1 ISPIN：是否进行自旋极化

可取值

ISPIN = 1

ISPIN = 2

4.2 ISMEAR：电子占据和布里渊区积分方式

主要取值

不同任务的快速选择

4.3 SIGMA：展宽宽度

5. 离子与晶胞优化

5.1 IBRION：离子更新、MD、声子或过渡态方法

主要合法取值

IBRION = -1

IBRION = 1

IBRION = 2

IBRION = 3

IBRION = 5、6、7、8

5.2 NSW：最大离子步数

5.3 ISIF：应力和结构自由度

ISIF = 0～8 完整对照

Selective dynamics 与 ISIF

ISIF ≥ 3 的精度要求

5.4 POTIM：结构步长、MD 时间步或声子位移

5.5 EDIFFG：离子优化停止条件

常见负值

6. 文件输出

6.1 LWAVE：是否输出波函数

6.2 LCHARG：是否输出电荷密度

三、 根据体系选择基础 OPT 设置

1 非磁性半导体或绝缘体三维体相

2 明确的金属三维体相

3 磁性材料

4 表面或二维材料

5 分子或团簇

6 大超胞

四、 同一体系连续计算时，哪些参数不能随意改？

1 OPT → SCF → BAND → DOS 中应一致的物理模型

2 可以随阶段改变的参数

3 可以采用分层理论，但必须说明

五、 计算前后检查清单

计算前

计算中

计算结束后

六、 例二

1.1 `SYSTEM = OPT`

1.2 `ISTART：是否读取旧波函数`

1.3 `ICHARG：初始电荷密度来源及是否固定`

2.1 `ENCUT：平面波截断能`

2.2 `PREC：FFT 网格和内部精度模式`

2.3 `LREAL：PAW 投影算符的处理空间`

2.4 `LASPH：PAW 球内非球形贡献`

2.5 `ADDGRID：附加积分支持网格`

3.1 `ALGO：电子波函数迭代算法`

3.2 `EDIFF：电子自洽停止阈值`

3.3 `NELM：每个离子步的最大电子步数`

3.4 `NELMIN：每个离子步的最少电子步数`

4.1 `ISPIN：是否进行自旋极化`

4.2 `ISMEAR：电子占据和布里渊区积分方式`

4.3 `SIGMA：展宽宽度`

5.1 `IBRION：离子更新、MD、声子或过渡态方法`

5.2 `NSW：最大离子步数`

5.3 `ISIF：应力和结构自由度`

5.4 `POTIM：结构步长、MD 时间步或声子位移`

5.5 `EDIFFG：离子优化停止条件`

6.1 `LWAVE：是否输出波函数`

6.2 `LCHARG：是否输出电荷密度`

三、根据体系选择基础 OPT 设置

四、同一体系连续计算时，哪些参数不能随意改？

五、计算前后检查清单

六、例二