氧气分子单点能的计算及结构优化

单点能计算又叫做静态计算,计算时不会优化结构

INCAR

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SYSTEM = O
ISMEAR = 0 #绝缘体系ISMEAR = 0
SIGMA = 0.01
ISPIN = 2 #氧气是顺磁性分子,ISPIN = 2开启自旋
MAGMON = 2*2 #设置磁矩

#IBRION = 2 确定计算过程中晶体结构如何变化的参数,不设置使默认IBRION = -1,IBRION =2为共轭梯度算法
#NSW = 10 离子步10步

POSCAR

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O
1.0
7.5 0.0 0.0
0.0 8.0 0.0
0.0 0.0 8.9 #三斜的格子打破对称性,symmetry broken solution!!!
O
2
Cartesian
0.0 0.0 0.0
0.0 0.0 1.2074

KPOINTS

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5
K-POINTS
0
Gamma
1 1 1
0 0 0

运行mpirun -n 8 vasp,正常结束,OUTCAR的部分信息如下,显然,单点计算的结果并不可靠

α\alpha电子部分

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spin component 1

k-point 1 : 0.0000 0.0000 0.0000
band No. band energies occupation
1 -32.9044 1.00000 #1σ轨道
2 -20.2474 1.00000 #2σ轨道
3 -13.3174 1.00000 #3σ轨道,能量应比1π和2π轨道更低,不合理
4 -13.3171 1.00000 #1π轨道
5 -13.2940 1.00000 #2π轨道,能量应与1π轨道相同,不合理
6 -6.5560 1.00000 #3π轨道
7 -6.5524 1.00000 #4π轨道
8 -0.3909 0.00000
9 1.1220 0.00000
10 1.5493 0.00000
11 1.7604 0.00000
12 2.0536 0.00000
13 2.0592 0.00000
14 2.4672 0.00000
15 3.1984 0.00000
16 3.6244 0.00000
Fermi energy: -6.4848556277

β\beta电子,正常

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spin component 2

k-point 1 : 0.0000 0.0000 0.0000
band No. band energies occupation
1 -31.6977 1.00000
2 -18.4541 1.00000
3 -12.3485 1.00000
4 -11.4763 1.00000
5 -11.4760 1.00000
6 -4.2772 0.00000
7 -4.2742 0.00000
8 -0.2440 0.00000
9 1.4049 0.00000
10 1.6215 0.00000
11 1.9473 0.00000
12 2.1710 0.00000
13 2.2499 0.00000
14 2.5860 0.00000
15 3.5816 0.00000
16 3.8831 0.00000

Molecule orbital of oxygen

对氧气进行结构优化,更改INCAR

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SYSTEM = O
ISMEAR = 0 #绝缘体系ISMEAR = 0
SIGMA = 0.01
ISPIN = 2 #氧气是顺磁性分子,ISPIN = 2开启自旋
MAGMON = 2*2 #设置磁矩

IBRION = 2 #确定计算过程中晶体结构如何变化的参数,不设置使默认IBRION = -1,IBRION =2为共轭梯度算法
NSW = 10 #离子步10步

计算后发现α\alpha电子部分已经修正

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spin component 1

k-point 1 : 0.0000 0.0000 0.0000
band No. band energies occupation
1 -32.2878 1.00000 #1σ轨道
2 -20.4859 1.00000 #2σ轨道
3 -13.2238 1.00000 #3σ轨道,能量合理
4 -13.0591 1.00000
5 -13.0588 1.00000
6 -6.7814 1.00000
7 -6.7778 1.00000
8 -0.3857 0.00000
9 1.0213 0.00000
10 1.6177 0.00000
11 1.7818 0.00000
12 2.0634 0.00000
13 2.0746 0.00000
14 2.4643 0.00000
15 2.8035 0.00000
16 3.6409 0.00000
Fermi energy: -6.7122607632

用VESTA打开优化好的结构(CONTCAR)可以查看键长

优化完的氧气分子的键长


氧气分子单点能的计算及结构优化
https://hydrogen1222.xyz/2025/04/18/科研/VASP/Starry Sky/氧气分子/
作者
Storm Talia
发布于
2025年4月18日
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