經(jīng)驗(yàn)分享

通常使用第一性原理計算某些多元素占據(jù)原胞中同一位置的結(jié)構(gòu)會優(yōu)先考慮使用準(zhǔn)隨機(jī)結(jié)構(gòu)（special quasirandom structure，SQS）來進(jìn)行模擬建模。此篇教程意在整理一個較為簡便的操作流程，以供參考。

首先，準(zhǔn)備原始單一元素（共格的多元素合并為一種）晶胞，并通過vaspkit獲得其最原始晶胞。

例如這里準(zhǔn)備了一個面心立方的結(jié)構(gòu)，組分單一，面心和頂角元素相同，這里設(shè)置為Si。

Si ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 1.00000000000000 ? ? ? ? 4 ? ?0.0000000000000000 ? ?0.0000000000000000 ? ? 0.0000000000000000 ? 4 ? ?0.0000000000000000 ? ? 0.0000000000000000 ? ?0.0000000000000000 ? ?4 ? Si4Direct ?0.0000000000000000 ?0.0000000000000000 ?0.0000000000000000 ?0.0000000000000000 ?0.5000000000000000 ?0.5000000000000000 ?0.5000000000000000 ?0.0000000000000000 ?0.5000000000000000 ?0.5000000000000000 ?0.5000000000000000 ?0.0000000000000000 ?0.0000000000000000 ?0.5000000000000000 ?0.0000000000000000

通過vaspkit 602功能獲得其原胞

vaspkit -task 602 +---------------------------------------------------------------+ | ? ? ? ? VASPKIT Standard Edition 1.3.5 (03 Jul. 2022) ? ? ? ? | | ? ? ? ? ? ?Running VASPKIT Under Command-Line Mode ? ? ? ? ? ?| +---------------------------------------------------------------+ -->> (01) Reading Structural Parameters from POSCAR File... +-------------------------- Summary ----------------------------+ ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? Prototype: A ? ? ? ? ? Total Atoms in Input Cell: ? 4 ? ? Lattice Constants in Input Cell: ? 4.000 ? 4.000 ? 4.000 ? ? ? ?Lattice Angles in Input Cell: ?90.000 ?90.000 ?90.000 ? ? ? Total Atoms in Primitive Cell: ? 1 Lattice Constants in Primitive Cell: ? 2.828 ? 2.828 ? 2.828 ? ?Lattice Angles in Primitive Cell: ?60.000 ?60.000 ?60.000 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?Crystal System: Cubic ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? Crystal Class: m-3m ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? Bravais Lattice: cF ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? Space Group: 225 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? Point Group: 32 [ Oh ] ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? International: Fm-3m ? ? ? ? ? ? ? ? Symmetry Operations: 192 +---------------------------------------------------------------+ -->> (02) Written PRIMCELL.vasp file. +---------------------------------------------------------------+

原胞信息如下，只存在一個wyckoff點(diǎn)位。

Primitive Cell ?1.000000 ? ?0.00000000000000 ? ?2.00000000000000 ? ?2.00000000000000 ? ?2.00000000000000 ? ?0.00000000000000 ? ?2.00000000000000 ? ?2.00000000000000 ? ?2.00000000000000 ? ?0.00000000000000 ?Si ? 1DIRECT ? ?0.0000000000000000 ? ?0.0000000000000000 ? ?0.0000000000000000 ? ?Si1

將vaspkit生成的原胞文件PRIMCELL.vasp復(fù)制為POSCAR，然后通過vaspkit?的414功能將POSCAR轉(zhuǎn)化為ATAT的輸入文件lat.in

vaspkit -task 414 +---------------------------------------------------------------+ | ? ? ? ? VASPKIT Standard Edition 1.3.5 (03 Jul. 2022) ? ? ? ? | | ? ? ? ? ? ?Running VASPKIT Under Command-Line Mode ? ? ? ? ? ?| +---------------------------------------------------------------+ -->> (01) Reading Structural Parameters from POSCAR File... -->> (02) Written lat.in File! +---------------------------------------------------------------+

lat.in文件內(nèi)容如下，后續(xù)計算需要重命名為rndstr.in

根據(jù)實(shí)際需要的某一wyckoff點(diǎn)位的元素比例修改rndst.in文件。這里修改為Si和C各占50%。修改后的rndst.in文件如下

? ? 2.82843 ? ? 2.82843 ? ? 2.82843 ? 60.00 ? 60.00 ? 60.00 ? ?1.00000000 ? ?0.00000000 ? ?0.00000000 ? ?0.00000000 ? ?1.00000000 ? ?0.00000000 ? ?0.00000000 ? ?0.00000000 ? ?1.00000000 ? ?0.00000000 ? ?0.00000000 ? ?0.00000000 ?Si=0.5,C=0.5

注意：各點(diǎn)位各元素之間的比例與擴(kuò)包比例相關(guān)聯(lián)，最后確保擴(kuò)包后各元素原子數(shù)量總數(shù)為整數(shù)。

這里選擇擴(kuò)包方式為2×2×2，最后超胞總原子數(shù)量為8。

先使用ATAT獲得in文件的對稱性信息，-2=x需要根據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)際情況修改，過小會導(dǎo)致ATAT出現(xiàn)段錯誤。

corrdump -nop -noe -2=4 -ro -l=rndstr.in ?-clus ; getclus

再根據(jù)超胞的總原子數(shù)獲得結(jié)構(gòu)信息，-n=后面的數(shù)值與超胞數(shù)量相同

mcsqs -n=8

ATAT產(chǎn)生的超胞結(jié)構(gòu)信息文件為sqscell.out文件

根據(jù)既定擴(kuò)包方式修改為：

12 0 00 2 00 0 2

生成超胞準(zhǔn)隨機(jī)結(jié)構(gòu)：

mcsqs -rc

產(chǎn)生的準(zhǔn)隨機(jī)結(jié)構(gòu)文件為：bestsqs.out

導(dǎo)出為cif文件

str2cif < bestsqs.out > pos.cif

通過vaspkit 將cif文件轉(zhuǎn)化為POSCAR

vaspkit -task 105 +---------------------------------------------------------------+ | ? ? ? ? VASPKIT Standard Edition 1.3.5 (03 Jul. 2022) ? ? ? ? | | ? ? ? ? ? ?Running VASPKIT Under Command-Line Mode ? ? ? ? ? ?| +---------------------------------------------------------------+ Input the filename in cif format (e.g., POSCAR.cif): ------------>>pos.cif -->> (01) Written POSCAR file!

更為簡便的方法可使用qvasp軟件一鍵轉(zhuǎn)化

qvasp -c2p

當(dāng)然也可以通過VESTA導(dǎo)出。

POSCAR文件如下

愿有所成

IEchoQ

引喻失義? ?妄自菲薄