INCAR文件中如何正确设置EDIFF和EDIFFG参数以确保计算收敛？

Question

在VASP计算中，如何正确设置INCAR文件中的EDIFF和EDIFFG参数以确保收敛是一个常见问题。EDIFF定义了电子自洽循环的收敛标准，值过大会导致不准确的结果，过小则增加计算时间。通常建议从1E-4或1E-5开始，根据体系调整。EDIFFG控制离子弛豫的收敛标准，负值表示能量变化阈值。对于几何优化，可设为-0.05至-0.01 eV/Å。但复杂体系需权衡精度与效率，过严的标准可能陷入局部极小值。因此，结合测试计算逐步优化参数是关键。

Answer 1

1. 基础概念：EDIFF与EDIFFG的定义

在VASP计算中，INCAR文件中的参数设置对计算结果的准确性和效率至关重要。其中，EDIFF和EDIFFG是两个关键参数。

• EDIFF: 定义了电子自洽循环（SCF）的收敛标准。其值表示两次连续迭代之间总能量的变化阈值。
• EDIFFG: 控制离子弛豫过程的收敛标准。负值表示最大力的绝对值或能量变化的阈值。

通常建议从以下初始值开始调整：

参数	推荐初始值
EDIFF	1E-4 或 1E-5
EDIFFG	-0.05 至 -0.01 eV/Å

2. 参数选择的影响分析

EDIFF和EDIFFG的选择直接影响计算的精度和效率。

1. EDIFF过大: 导致电子结构不收敛，计算结果可能不准确。
2. EDIFF过小: 增加计算时间，可能导致不必要的资源浪费。
3. EDIFFG过于严格: 可能使体系陷入局部极小值，尤其在复杂体系中。
4. EDIFFG过于宽松: 结构优化可能未达到理想状态，影响后续分析。

因此，需要根据具体体系进行适当调整。

3. 调整策略与测试流程

结合实际测试逐步优化参数是确保计算收敛的关键。以下是推荐的步骤：

# Step 1: 初步测试
EDIFF = 1E-4
EDIFFG = -0.05

# Step 2: 检查收敛性
观察SCF是否收敛以及几何优化是否达到稳定状态。

# Step 3: 根据需求调整
若结果不准确，可将EDIFF降低至1E-5；若计算耗时过长，可适当放宽EDIFFG。
    

通过上述流程，可以找到适合特定体系的参数组合。

4. 复杂体系的权衡

对于复杂体系，例如包含过渡金属或缺陷的材料，需特别注意：

• 过渡金属体系可能需要更严格的EDIFF（如1E-6）以捕捉精确的电子结构。
• 大体系的几何优化应避免过于严格的EDIFFG，以防止陷入局部极小值。

以下是一个示例决策流程图：