參數選取的問題是阻攔初學者入門理論模擬計算的最大難題，MatCloud+已經極大地簡化了計算的操作，所以只要掌握了參數如何設置就可以方便地進行計算?；诖艘?，本公眾號開設了《精度與成本平衡之道》這一專題文章，通過實例將不同參數對計算的影響直觀而清晰地展現出來，本文旨在讓初學者更輕易地了解計算的參數選取規(guī)則，做到心中有“數”。

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后續(xù)我們將推出更多的測試內容，也歡迎大家在評論區(qū)提問或指正，屆時我們也會根據提問內容做專題講解。

《平衡之道——K點收斂性測試》

指定第一布里淵區(qū)K點采樣最簡單的方法就是自動撒點，根據VASP官網給定的經驗公式?(注：VASP 是商業(yè)軟件，用戶要自帶版權，下同)，可以快速得到三個方向的K點，公式如下：

其中，Ni (i = 1,2,3)代表三個方向的K點比值，ai (i = 1,2,3)代表三個方向的晶格常數。

對上述公式作一個簡單的變換，可以得到：

此時，Ni (i = 1,2,3)均為正整數時即可看做三個方向K點的取值。

晶格常數ai (i = 1,2,3)可以通過MatCloud+平臺給出，因此選定N1值后便可以得到N2/N3的值，也就是三個方向的K點。

對于非金屬體系，建議aiNi至少從10開始取值；由于金屬體系K點通常較大，建議aiNi從20開始測試，較少的K點將得到不穩(wěn)定的能量，本文從較小的aiNi開始測試是為了讓用戶更直觀地感受上述結論。

話不多說，直接上測試結果：

我們分別計算了H2O、石墨烯和Li三種物質在不同aiNi取值下的能量和時間消耗。表中的能量(eV)為靜態(tài)計算得到的體系總能量；平均原子能量(eV/atom)=總能量/總原子數；相對能量(eV/atom)為當前K點與上一步K點的平均原子能量差值；時間(s)為計算結果文件OUTCAR中的cpu time。

結合圖表內容可以發(fā)現，對于H2O/石墨烯/Li，當aiNi分別為14/20/30，即K點分別為3×3×2/8×8×3/10×10×5時，相應測試的平均原子能量收斂曲線變得平緩且相對能量收斂至為0.01 eV，此時的結構已經相對穩(wěn)定。

另外，從圖中可以注意到，當aiNi值繼續(xù)增加，即K點繼續(xù)增加，平均原子能量變化已經可以忽略不計，但是計算所消耗時間卻以指數倍增加。

所以選擇一個合適的K點在保證計算精度的同時還可以大幅度節(jié)約計算資源。

如果計算體系較大，通常使用其單胞進行收斂性測試，測試得到的K點等比例縮小后便可應用到大體系中。例如將CuO單胞擴胞為2×2×2的超胞后，刪除一個氧原子形成氧缺陷體系，如果用這個體系進行收斂性測試，計算成本消耗較大，所以選擇用CuO單胞來代替超胞進行測試。測試得到合適的K點（例如：6×8×10）后，將每個方向的K點縮小1/2（3×4×5）即可用于氧缺陷體系的后續(xù)計算。

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