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示例 04-2：单层 MoS2 只优化面内晶格（LATTICE_CONSTRAINTS）

目的

  • 演示二维材料的变胞优化：放开 a、b，固定真空方向 c；
  • 学会使用 LATTICE_CONSTRAINTS = .TRUE. .TRUE. .FALSE. 并检查它是否真的生效。

对应教程：第4章 结构优化与状态方程（§6）。

文件说明

文件 说明
INCAR ISIF=3 + LATTICE_CONSTRAINTS = .TRUE. .TRUE. .FALSE.，ENCUT=450，EDIFFG=-0.01
POSCAR 1H-MoS2，120° 六角晶胞，初始 a = 3.20 Å，c = 20 Å（约 17 Å 真空），Mo 在中间层
KPOINTS Γ 中心 12×12×1（二维体系 z 方向取 1，六角晶格必须用 Γ 中心）
job.slurm 单次运行的 Slurm 脚本，结束后打印晶格与应力
POTCAR 不提供，按 Mo_pv、S 顺序拼接

运行步骤

cd VASP/examples/04-relax-mos2-2d
cat $VASP_PP_PATH/potpaw_PBE/{Mo_pv,S}/POTCAR > POTCAR
grep TITEL POTCAR                 # 顺序必须与 POSCAR 第 6 行（Mo S）一致
sbatch job.slurm

预期结果 / 如何检查

grep "reached required accuracy" OUTCAR
sed -n 3,5p CONTCAR               # 第三个晶格矢量必须仍为 0 0 20
grep "in kB" OUTCAR | tail -1     # XX、YY、XY 分量应接近 0；ZZ 不参与优化，可以不为 0
python -c "from ase.io import read; a=read('CONTCAR'); print('a = %.4f A, c = %.4f A' % (a.cell.lengths()[0], a.cell.lengths()[2]))"
  • 面内晶格常数应从 3.20 Å 收缩；PBE 一般给出约 3.18–3.19 Å（近似值；实验约 3.16 Å）。
  • c 轴保持 20.000 Å。如果 c 轴变了，说明你的 VASP 版本不支持该组合（见注意事项）。

注意事项

  • LATTICE_CONSTRAINTS 与 IBRION=1/2 组合从 VASP 6.4.3 起才被读取；VASP Wiki 提示 6.5.0 之前存在相关 bug，与 ISIF=4/5 组合需要 6.5.1+。推荐 6.5.1 或更新版本。
  • 旧版本会静默忽略该标签，此时请改用教程 §6.5 的 E–a 扫描方法（固定 c，缩放 a，ISIF=2）。
  • 单层的面内晶格基本不受 vdW 影响；若要与双层/异质结比较能量，请统一加 vdW 修正（见 第8章）。
  • 不要对二维 slab 直接 ISIF=3 而不加约束，真空层会被压缩。