THE JISUAN LEARNING NOTEBOOK

从量子化学出发,
走进材料的计算世界。

先理解电子与原子,再学会建立输入、执行计算与判断结果。把公式、VASP 参数和研究问题,串成一条可以亲手走完的学习路径。

面向本科生与计算新手中文讲解 · 原始资料链接
我的学习进度 0 / 0

勾选学完的章节;仅保存在本机浏览器。

A THEORY-TO-PRACTICE NOTEBOOK01 → 06

Ĥψ = Eψ → ρ(r) → E, F, σ

理解物理建立输入验证结果
PREC = Accurate  EDIFF = 1E-6
# 精度设置还需要收敛测试来证明

A PLACE TO BEGIN

带着问题学习,
带着证据下结论。

本手册从量子力学与 DFT 的核心概念讲起,使用硅晶体建立入门工作流,再逐步进入电子结构、表面催化与有限温度任务。每一份参数示例都要和它的结构、赝势、前置计算以及检查方法一起阅读。

01 / UNDERSTAND

先问计算什么

波函数、电子密度、能量与力,分别在回答怎样的问题。

02 / PRACTICE

再问怎样设置

从可读懂的输入开始,保持文件之间的单位、元素顺序与方法一致。

03 / VERIFY

最后问是否可信

电子收敛、数值收敛与物理结论,是需要分别验证的三件事。

06学习模块
44详细章节
60常用参数索引
46示例与记录文件

FIND YOUR NEXT STEP

今天想先解决什么?

一份输入文件只是起点。选择当前目标,找到需要先了解的原理与操作。

SEARCH THE NOTEBOOK

一个概念,找到它的上下文。

搜索包含全部模块的章节正文;输入多个词可进一步缩小范围。

FILES FOR YOUR FIRST EXPERIMENTS

把教程带到计算目录里。

下载包含输入模板和使用说明,不含 VASP 程序、POTCAR、WAVECAR 或任何真实计算结果。

下载全部示例与说明 ↓

先读压缩包根目录 README.md。带 .template 的文件需要替换占位符、补全结构与前置文件,不能直接提交。

按文件查看与单独下载(46 份)
硅 SCF · POSCAR ↓si-scf/POSCAR

教学输入;需自备授权 Si POTCAR,并核查 ENMAX 与收敛。

硅 SCF · KPOINTS ↓si-scf/KPOINTS

教学输入;需自备授权 Si POTCAR,并核查 ENMAX 与收敛。

硅 SCF · INCAR ↓si-scf/INCAR

教学输入;需自备授权 Si POTCAR,并核查 ENMAX 与收敛。

硅 SCF · README.txt ↓si-scf/README.txt

教学输入;需自备授权 Si POTCAR,并核查 ENMAX 与收敛。

硅晶胞优化 · INCAR ↓si-relax/INCAR

配合相同硅 POSCAR/POTCAR 与已收敛网格;520 eV 必须核查体积优化精度。

硅晶胞优化 · 操作说明 ↓si-relax/README.txt

优化不是已经完成的计算;请核验最终力与应力。

硅最终静态 · INCAR ↓si-static/INCAR

从已核验收敛的 si-relax/CONTCAR 复制 POSCAR,势文件保持一致。

硅最终静态 · KPOINTS ↓si-static/KPOINTS

从已核验收敛的 si-relax/CONTCAR 复制 POSCAR,势文件保持一致。

硅最终静态 · 操作说明 ↓si-static/README.txt

下载包不虚构优化后结构,需要先完成自己的优化。

独立收敛目录生成器 ↓prepare_convergence.py

只生成目录与输入,不提交、不运行 VASP;会拒绝覆盖目标目录。

Slurm 提交模板 ↓submit.slurm.template

必须替换队列和模块占位符,并按计算中心说明调整启动器。

可复现计算记录 ↓calculation-record.md.template

每次实际计算后填写,不使用假想结果。

硅 DOS · INCAR ↓si-dos/INCAR

需要同一硅原胞已收敛的 POSCAR、POTCAR 和 CHGCAR;数值为待检验教学起点。

硅 DOS · KPOINTS ↓si-dos/KPOINTS

需要同一硅原胞已收敛的 POSCAR、POTCAR 和 CHGCAR;数值为待检验教学起点。

硅 PBE 能带 · INCAR ↓si-bands/INCAR

需要同一硅原胞已收敛的 POSCAR、POTCAR 和 CHGCAR;数值为待检验教学起点。

硅 PBE 能带 · 路径 ↓si-bands/KPOINTS

需要同一硅原胞已收敛的 POSCAR、POTCAR 和 CHGCAR;数值为待检验教学起点。

硅 DOS · 前置说明 ↓si-dos/README.txt

避免将 ICHARG=1 误认为固定电荷密度。

硅能带 · 前置说明 ↓si-bands/README.txt

路径仅对应本教程原胞,不能直接移植到其他晶胞。

铁磁初态练习 · POSCAR ↓fe-fm/POSCAR

自备授权 Fe PAW-PBE 势,重新做 Fe 的收敛测试。2.87 Å 为固定教学几何。

铁磁初态练习 · KPOINTS ↓fe-fm/KPOINTS

自备授权 Fe PAW-PBE 势,重新做 Fe 的收敛测试。2.87 Å 为固定教学几何。

铁磁初态练习 · INCAR ↓fe-fm/INCAR

自备授权 Fe PAW-PBE 势,重新做 Fe 的收敛测试。2.87 Å 为固定教学几何。

反向磁矩初态 · INCAR ↓fe-afm/INCAR

复制 fe-fm 的相同结构、网格和势;从头初始化,不读已有磁化密度。

磁性对照 · 前置说明 ↓fe-afm/README.txt

对照结果需要实际求解,反向初态未必保持到最终。

DFT+U · 待配置模板 ↓dft-u/INCAR.template

明确未就绪:需要 Ni2O2 磁性结构、相容网格、Ni O 势文件,以及有依据的 Ueff 和截断能。

DFT+U · 配置边界 ↓dft-u/README.txt

避免臆定磁性晶胞或“通用 U”。

硅 SOC · INCAR ↓si-soc/INCAR

必须使用 vasp_ncl;配套复制非磁性硅静态结构、势、CHGCAR 和均匀网格。

硅 SOC · 前置说明 ↓si-soc/README.txt

三分量磁矩和程序类型必须同时正确。

硅电荷分析 · INCAR ↓si-charge/INCAR

配套相同已核验结构、势和收敛网格;LAECHG 输出后还需检验细 FFT 网格。

电荷分析 · 前置说明 ↓si-charge/README.txt

不把 Bader 分区电荷直接当作整数氧化态。

中性表面优化模板 ↓surface/INCAR.template

需补 slab 结构、许可 POTCAR、已收敛 k 网格、ENCUT 和 DIPOL;示例不含磁性或电荷态。

体相带电缺陷优化模板 ↓defect/INCAR.template

需补真实超胞、k 点、赝势、电子数与自旋方案;不含自动形成能或通用电荷校正。

VASP 内置有限位移模板 ↓phonon-internal/INCAR.template

仅限已优化结构的输入晶胞 Γ 点模式;需对力精度和位移收敛,不是完整声子色散。

Phonopy 位移结构静态受力模板 ↓phonopy/INCAR-force.template

用于每个外部位移超胞,禁止离子优化;需统一参数、补齐结构与赝势。

Phonopy 分步命令说明 ↓phonopy/workflow.txt.template

按官方 Phonopy 4.5 命令体系编写;实际位移数量和路径需替换,未提供或执行真实计算。

三维体相弹性响应模板 ↓elastic/INCAR.template

只适用已充分优化的三维体相;需收敛应力精度,不能直接用于含真空二维模量。

原生 VASP NEB 模板 ↓neb-native/INCAR.template

固定晶胞,五个中间结构;需七套端点/中间 POSCAR。原生优化器使用有限 POTIM。

仅限 VTST 的 CI-NEB 优化器片段 ↓neb-vtst/optimizer-overlay.INCAR.template

非完整 INCAR;仅替换已验证 VTST 程序的对应行。普通 VASP 禁止使用 POTIM=0 片段。

Langevin NVT 分子动力学模板 ↓aimd-nvt/INCAR.template

两种原子类型的短程试算;需修改元素摩擦数组、时间步和生产采样长度,不提供真实轨迹。

PBE-D3(BJ) 方法片段 ↓vdw/pbe-d3bj-overlay.INCAR.template

仅为补充片段,需合并到完整且验证过的 PBE 输入;不能与其他色散方案盲目叠加。

HSE06 自洽静态模板 ↓hse06/INCAR.template

从头开始的非磁半导体静态计算;需要规则 k 网格及已收敛 ENCUT,不能使用固定 PBE 电荷密度捷径。

PBE 独立粒子光学模板 ↓optics/INCAR.template

三维非磁绝缘体的自洽频率响应;NBANDS、ENCUT 与 k 网格均需收敛,不含激子。

半局域 DFT 静态介电模板 ↓dielectric/INCAR.template

电子钳位离子介电响应与 Born 电荷;不含完整离子贡献,不适用于 HSE 的 LEPSILON 计算。

进阶模板使用说明 ↓advanced-README.md

先读此说明;明确原生 NEB / VTST、Phonopy 版本与所有模板的适用限制。

计算复现记录模板 ↓report/calculation-report.md

空白研究记录,含模型、方法、收敛、运行环境与证据边界;可按具体任务填写。

综合练习记录与自查清单 ↓report/practice-checklist.md

可填写的报告框架;所有结果留空,不包含模拟数据或自动评分。

OUTCAR 摘要提取脚本 ↓tools/inspect_vasp_run.py

只读提取最后能量与力、停止消息和文件哈希;不自动认证收敛。Python标准库即可运行。

学习与使用范围

这是一版基于官方资料整理的教学手册,输入示例尚未逐例完成 VASP 实算验证。硅入门范例、其他材料模板和解析模型演示的适用条件已分别说明;“计算结束”不能替代收敛检查。软件及赝势请使用所在课题组获得许可的版本。

↑