VASP四大输入文件——KPOINTS

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今天这里讲的是常规计算使用的五行式的KPOINTS，一般计算要在第一布里渊区均匀撒点，能带计算在高对称点连线路径上取值，能带计算的以后再说。

五行式KPOINTS

• K-POINTS     
  0             
  Gamma         
  1 1 1    

  0 0 0

解释

• 第一行随便写都行，不识别，但是一定不能什么都不写

• 第二行是数字0，表示格子自动生成，很多人会误写成氧符号o，

• 第三行G表示的是以gamma点为中心生成网格，还有一种是原始的Monkhorst-Pack网格，又可以叫M点，二者的区别是M在G的基础上在三个方向平移了1/(2N)个单位，所以G点是M点的特殊情况；VASP只认第一个字母，大小写均可，所以Gamma可以写为G，g，gamma,ga....,Monhorst可以写为M， m等。。。。

• 第四行表示在xyz三个方向上生成对应数目的K点，本例是1*1*1，意思是在倒格矢a,b,c方向上都只取一个k点，一共1个k点，4*4*1意思是在倒格矢a,b方向上都取4个k点，c方向上取一个，一共16个，K点的密度由KPOINTS决定，KPOINTS取点越多，包含到计算里的信息越多，但是经常有人拿不准K点数目怎么取，经常出错，所以在接下来会总结几个方法教大家怎么取K点

• 第五行表示shift的值，一般都写成 0 0 0，一般不用改，Gamma center的K点就相当于MP方法shift了0.5 0.5 0.5，

KPOINTS的选取

• 方法1，使用官网建议的取值，每个晶格矢量的长度（a, b, c）乘以这个方向上的K点数目(k)。需要做收敛性测试，比如要算一个绝缘体体系， a,b的晶胞长度为6Å，c方向真空层15Å，K点就是3 3 1

• 方法2，把结构拖到MS里，点击CASTEP Tools图标，查看不同K点下，K点密度，一般密度在0.03附近最佳，对于正交晶系，晶格常数取模，然后取倒数。这三个倒数的比值就是三个方向上k-points密度的取值，例如，fcc Cu的KPOINTS则是7 7 7，

• 方法3，对于非正交晶系，倒格矢长度和实空间晶格常数不满足反比关系，所以用以上方法就不行了，这个时候用vaspkit可以产生所有体系的K点，vaspkit--102--1(M点），2（G点）--选择倒格子中k点间距，单位是Angstrom-1，一般计算使用0.04，精确计算0.03或0.02

• 方法4，简单粗暴，一般晶格常数乘以K点数目大约在30~40之间即可，K点数目足够多的情况下，前面的问题都不是问题，但是不要过分大，导致撒点过于密集，浪费机时，过分小撒点过疏，计算不准；

• 不管做什么，正式计算前一定要做收敛性测试。

KPOINTS注意事项

• 真空层一定不要加K点，用1即可，因为这个方向都没有结构，还加K点一来没意义，二来纯粹搞笑，比如说二维体系在xy方向是周期性体系，z方向存在真空层，那么这个方向一定不要加K点，用1即可；

• 对于原子或者分子的计算，K点取一个gamma点就够了（1 1 1），也就是这个KPOINTS文件可以用于绝大多数的原子或者分子计算，不用再修改；但如果你要用ISMEAR = -5 来计算，那么就需要把 1 1 1 改成 2 2 2或者3 3 3

• 对于原子或者分子的计算,K点取一个gamma点（1 1 1）就够了，因为这些原子和分子不是周期性的，多的K点是能提高周期性镜像分子间的相互作用精度，但是这部分能量是我们不想要的。即：对于含有真空层的体系，在真空层的方向上永远只使用一个K点（真空层一定不要加K点，用1即可）。多余的K点只会增加真空层两边体系的相互作用的精度，而这一部分是我们不想要的。

• 对于六角晶系hexagonal的结构，官网建议用gamma centered，因为M平移之后，网格的对称性和晶胞的对称性会出现不匹配的情况，从而导致计算出错；

• 对于特别大的体系，也可以使用单Gamma点，只含有一个Gamma点的计算可以使用vasp_gam版加速计算

• 一般需要做收敛性测试，测试，测试

自动生成KPOINTS的脚本

• 五行式每次输入挺麻烦的，直接写一个小脚本，每次一键操作，直接调用，把脚本命名为kpoints.sh(或者别的名字）

   echo K-POINTS >>KPOINTS

   echo 0 >>KPOINTS

   echo G >>KPOINTS

   echo $1 $1 $1>>KPOINTS

   echo 0 0 0>>KPOINTS

• chmod u+x kpoints.sh  赋予脚本可执行权限