VASP 계산 썸네일형 리스트형 VASP 계산 경험적 지식 및 유용한 사이트 모음 VASP 계산을 하면서 경험적으로 얻은 지식과 참고하기 좋은 사이트들을 정리하려고 한다. 아직 경험이 많은 게 아니기 때문에 지속적으로 업데이트하려고 한다. 1. Electronic SCF calculations Electronic scf step의 알고리즘은 ALGO tag로 정해주게 되는데, 보통 많이 사용되는 방법이 Fast, Normal, All 정도가 있다. 이 외에 하이브리드 functional (e.g. HSE06) 의 경우 Damped를 사용하기도 한다 (사실 이 경우에는 Fast나 Normal을 사용할 수 없다). 각 방법들에 대해 자세히 설명하기에는 너무 길어서 여기에 적지 않고 [1]을 참고하길 바란다. Practical한 측면에서 말하자면 속도는 일반적으로 Fast > Normal .. 더보기 VASP (3) Projector-Augmented-Wave method 원자의 orbital을 정확히 표현하려면 많은 수의 plane waves가 필요하다. 특히 nucleus 주변에서는 진동하는 형태, 즉 nodal feature가 나타나서 이를 정확히 묘사하는 것은 실질적으로 불가능하다. 이와 같은 node는 core orbital과의 orthogonality를 만족하기 위해서 나타나는 것이다. 그런데 원자의 결합에는 valence electron들만 거의 관여하므로 core electron을 없는 것처럼 가정하면 valence electron의 orbital을 그림과 같이 nodal feature가 없는 orbital로 근사하여 표현할 수 있고, 이렇게 하여도 충분히 정확한 계산을 할 수 있다. 이렇게 하기 위해 pseudopotential이라는 것을 사용하고, 이렇게.. 더보기 VASP (2) Plane Wave Basis Set Periodic boundary condition을 갖는 crystal system 계산에서는 plane wave basis set을 쓰는데, 그 이유는 cell의 주기성을 갖는 함수들을 plane wave의 합, 즉 Fourier series로 표현할 수 있기 때문이다. $$\begin{align*} u_{n\mathbf{k}}(\mathbf{r})&=\sum_\mathbf{G}C_{\mathbf{G}n\mathbf{k}}e^{i\mathbf{G}\cdot\mathbf{r}}&\psi_{n\mathbf{k}}(\mathbf{r})&=\sum_\mathbf{G}C_{\mathbf{G}n\mathbf{k}}e^{i(\mathbf{G}+\mathbf{k})\cdot\mathbf{r}}\\ \rho(\math.. 더보기 VASP (1) Brillouin Zone Sampling VASP 계산의 이론적 배경에 대해 공부한 내용을 작성하려고 한다. 이 내용은 VASP 개발자 중 한 명이 진행한 workshop 강의를 토대로 한다. 내용이 어려워 제대로 이해하지 못한 부분들이 많지만, 최대한 내가 이해한 바를 쓰려고 한다. https://youtu.be/vJkNv095Aj8 https://youtu.be/dVguc4W1hrQ 아래는 비교적 최근에 진행된 비대면 강의이다. https://youtu.be/Fv3F4LHGPuc https://youtu.be/v7gc98lG6Wo 사실 이 내용들은 VASP에만 해당하는 건 아닌 것 같고, Quantum Espresso 등 다른 DFT 계산 프로그램에서도 사용되는 원리인 것 같다. 1. Sampling Brillouin zone Periodi.. 더보기 HSE06-level Band structure 계산 원래 DFT 계산은 전자 밀도로부터 에너지를 계산하기 때문에 band structure를 그릴 때는 이전 SCF 계산에서 얻은 CHGCAR를 가져와서 고정하고(ICHARG = 11) k-path를 따라 eigenvalue를 계산하였지만, Hartree-Folk 에너지 term이 포함되어 있는 HSE06을 사용하게 되면 KS orbital 자체가 필요하다. 그래서 regular k-mesh 위의 orbital이 필요하기 때문에 KPOINTS파일에 band structure 계산에 필요한 high symmetry k-path뿐만 아니라 regular k-mesh도 적어 줘야 하고, 또한 이전 SCF 계산에서 얻은 WAVECAR가 필요하다. 먼저 uniform mesh에서 DFT-level 계산을 한 후 WA.. 더보기 Bader Charge Analysis & Charge Density Difference Plot Bader charge analysis는 net atomic charge를 구하는 방법이다. VASP 계산을 해서 얻은 charge density로부터 원자의 위치에 따른 charge를 계산해준다. 내가 이해한 바에 따르면, 먼저 charge density의 (local) maxima는 원자의 중심, (local) minima는 원자와 원자 사이라고 생각하여 원자 주변에 Bader volume이라는 걸 설정한다. 그리고 Bader volume 안의 charge를 구함으로써 원자의 net charge를 근사하는 것이다. 1. Bader Charge Analysis 구조 최적화 이후, electronic SC 계산(single-point SC 계산)부터 설명한다. (1) INCAR INCAR에서 중요한 부분.. 더보기 Reciprocal Lattice & Bloch Theorem 1. Reciprocal lattice Solid system은 주기성(periodicity)을 갖고, 따라서 translational invariance를 가진다. 그렇기 때문에 solid의 성질, 예를 들면 electron density나 potential 등 역시 주기성을 가지므로 주기함수로 나타낼 수 있다. Lattice parameter가 $a$인 1차원 lattice를 고려하면, 이 lattice의 주기성을 가지고 있는 주기함수는 Fourier series를 통해 다음과 같이 표현될 수 있다. $$u(x+a)=u(x)=\sum_{n}\ C_ne^{i\frac{2\pi n}{a}x}$$ 이때 $2\pi n/a$는 $2\pi/a$만큼 떨어져 있는 점들을 의미하는데, 이 점들의 집합으로 표현되는 l.. 더보기 Density Functional Theory 1. Density Functional Theory 재료 또는 분자를 이해한다는 것은 에너지를 아는 것이라 할 수 있다. 그러한 에너지를 구성하는 것 중 가장 significant한 전자의 에너지(electronic energy)를 슈뢰딩거 방정식을 풀어서 얻을 수 있다. 하지만 실제 재료나 분자는 많은 수의 원자핵과 전자로 이루어져 있기 때문에 정확한 슈뢰딩거 방정식을 푸는 것은 사실상 불가능하므로, 여러가지 근사를 이용한다. DFT 계산은 그 중 한 방법이라 할 수 있는데, 전자 하나하나의 orbital이 아닌 전자 밀도(electron density)로부터 에너지를 구하는 것이다. Time-independent 슈뢰딩거 방정식을 many-body system에 대해 쓰면 다음과 같다. $$\hat .. 더보기 이전 1 2 다음
