vasp-vtst过渡态计算过程

前言

课题组主要采用第一性原理和分子动力学两种工具研究材料的基本性质，为设计具有特定功能的器件提供前期基础。

——课题组概况

vasp-vtst计算过渡态

1935年，Eyring，Evans和Polanyi在统计热力学和量子力学的基础上提出了过渡态理论，可以通过基本物性（分子震动频率、质量、核间距等）计算反应速率常数，基本过程如图所示。

Eyring equation（势垒与温度决定反应速率）

过渡态计算之NEB方法

过渡态结构指的是势能面上反应路径上的能量最高点，它通过最小能量路径连接着反应物和产物的结构。分子构象转变、化学反应过程中往往都有过渡态的存在，因此，掌握过渡态结构具有一定意义。

然而，由于实验过程中过渡态结构存在时间极短，很难通过实验方法获得，因此，计算化学方法在目前是预测过渡态的强有力武器。当前过渡态、反应路径的计算方法有很多，限于精力不可能面面展开，本文针对常用的NEB算法进行简单介绍。

NEB方法：撒点，弹簧力

CL-NEB方法：其中一个点跑到势能面鞍点，即过渡态

vasp-vtst提供的NEB优化算法（IOPT参数）

VASP计算过程

过渡态计算的收敛准则只与力相关，即设置EDIFFG为合理的值即可，在前期试算过程中设置的值为0.02 eV/Å；

NEB相关的关键词含义：

• LCLIMB=.TRUE. #通知VASP使用vtst计算；
• ICAHIN=0 #通知VASP使用vtst计算；
• IMAGES=7 #之前添加的图像数量N image number；
• IBRION =3 #specify that VASP does molecular dynamics；
• POTIM=0 #zero time step so that VASP does not move the ions; 这里其实是抛弃VASP自带的优化，选用vtst的优化方法；
• IOPT=1 #LBFGS = Limited-memory Broyden-Fletcher-Goldfarb-Shanno；
• SPRING=-5 #The spring constant, in eV/Å2 between the images; negative value turns on nudging (default setting)