算例 07-fe-bcc-fm：bcc Fe 铁磁自旋极化计算（FM / AFM / NM 对比）¶
目的¶
- 练习
ISPIN = 2、MAGMOM、LORBIT = 11的基本用法； - 学会从 OSZICAR / OUTCAR 读出总磁矩和各原子磁矩；
- 用同一个 2 原子立方胞比较铁磁（FM）、反铁磁（AFM）和非磁（NM）三种状态的能量，体会"初始磁矩决定最终磁态"。
对应教程：第7章 磁性、DFT+U 与自旋轨道耦合 §3。
文件说明¶
| 文件 | 说明 |
|---|---|
INCAR |
铁磁静态计算（PBE，ISPIN=2，MAGMOM = 2*3.0，LORBIT=11） |
POSCAR |
bcc Fe 的 2 原子惯用立方胞，a = 2.83 Å（接近 PBE 平衡值；实验约 2.87 Å） |
KPOINTS |
Γ 中心 12×12×12 网格 |
job.slurm |
最简 Slurm 脚本（默认 vasp_std） |
run_fm_afm_nm.sh |
自动建立 FM / AFM / NM 三个子目录、提交并汇总能量与磁矩 |
POTCAR 不随仓库提供，请自行生成（VASP 推荐 Fe_pv）：
运行步骤¶
单个铁磁计算：
三种磁态对比：
bash run_fm_afm_nm.sh # create FM/ AFM/ NM/ and submit
# ... after the jobs finish ...
bash run_fm_afm_nm.sh collect # print E0 and total magnetisation
预期结果 / 如何检查¶
grep "F=" OSZICAR | tail -1 # last line contains "mag=" (total moment, muB per cell)
grep -A6 "magnetization (x)" OUTCAR | tail -7 # per-atom s/p/d/tot moments (LORBIT=11)
grep "energy(sigma->0)" OUTCAR | tail -1
grep "EENTRO" OUTCAR | tail -1 # T*S, should be < ~1 meV/atom
- FM：每个 Fe 的
tot磁矩约 2.2–2.3 μB（PBE 的典型量级，示意，具体以你的计算为准；实验约 2.22 μB/Fe），OSZICAR 中mag=约为其 2 倍。 - AFM（
MAGMOM = 3 -3）：两个原子磁矩符号相反，总磁矩≈0；bcc Fe 的 AFM 态能量明显高于 FM，且局域磁矩通常比 FM 小，甚至可能塌缩成非磁解。 - NM（
ISPIN=1）：能量最高。三者能量顺序应为 E(FM) < E(AFM)、E(FM) < E(NM)。
Note
magnetization (x) 表中的原子磁矩是在 PAW 球内积分得到的，球外（间隙区）的磁化不计入，所以各原子 tot 之和一般不严格等于 OSZICAR 中的 mag=。
注意事项¶
- 磁性金属一定要检查 smearing 熵项
T*S，比较能量时使用energy(sigma->0)。 - 本例晶格常数固定为 2.83 Å；要做 FM 与 NM 的平衡体积对比，请按 第4章 分别对每种磁态做 E–V 扫描。
- 若 AFM 计算"翻转"成 FM 或 NM，可尝试：更大的初始磁矩、
ISYM = 0、或者先从非磁 CHGCAR 起步（见教程 §3.5）。 - VASP < 6.6.0 中，若
MAGMOM含负值，默认NBANDS可能偏少（known issue 51）；遇到奇怪的崩溃时请手动设置NBANDS。