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示例 11-3：从 NEB 结果出发用 Dimer 精修鞍点（VTST，ICHAIN = 2）

目的

  • 用 neb2dim.pl 把一个（粗）收敛的 NEB 转成 Dimer 输入（POSCAR + MODECAR）；
  • 用 Dimer 方法把鞍点收敛到更严格的受力标准，或在更高精度设置下重新收敛鞍点而不必重跑整条 NEB；
  • 学会读 DIMCAR、判断收敛并续算。

对应教程：第11章 过渡态搜索：NEB / CI-NEB / Dimer（§10）。

文件说明

文件 说明
INCAR Dimer 设置：ICHAIN = 2、IBRION = 3、POTIM = 0、IOPT = 2（CG，VTST 推荐）、EDIFF = 1E-7、EDIFFG = -0.01；DdR、DRotMax、DFNMin、DFNMax；不含 IMAGES
KPOINTS 与示例 11-1 相同（Γ 中心 4×4×1）
POSCAR、MODECAR 由 neb2dim.pl 生成，不随仓库提供

MODECAR 是什么

MODECAR 给出 dimer 的初始方向：每个原子一行、三个笛卡尔分量（原子顺序与 POSCAR 相同），整体是一个单位向量，应在反应相关原子上有较大的分量。通常不需要手写：

  • neb2dim.pl：利用 NEB 路径在最高点附近的切线自动生成；
  • modemake.pl POSCAR1 POSCAR2：由两个构型之差生成（例如 IS 与 TS 猜测结构）。

运行步骤

以示例 11-1 的 NEB 结果为起点：

cd VASP/examples/11-pt-adatom-neb          # 已完成一次 NEB 运行的根目录
vfin.pl neb_final                           # 构型写回各图像的 POSCAR
nebresults.pl                               # 生成 exts.dat（neb2dim.pl 需要）
neb2dim.pl                                  # -> saddle_dimer/（或 neb2dim.pl 2 指定图像）
cd saddle_dimer
cp ../../11-dimer-from-neb/INCAR ../KPOINTS ../POTCAR .
ls                                          # 应有 INCAR KPOINTS POTCAR POSCAR MODECAR
mpirun -np 32 vasp_std > vasp.out           # 单个构型，普通进程数即可

监控与续算：

tail -5 DIMCAR                    # Step  Force  Torque  Energy  Curvature  Angle
grep "energy(sigma->0)" OUTCAR | tail -1     # 鞍点能量以 OUTCAR 为准
# 未收敛时续算：
cp CENTCAR POSCAR && cp NEWMODECAR MODECAR && mpirun -np 32 vasp_std > vasp.out

预期结果 / 如何检查

  • Force 逐步下降到 < 0.01 eV/Å，Curvature 保持为负，Torque 随旋转系统性下降，Angle 逐渐变小；
  • 收敛后的中心构型应与 CI-NEB 的爬坡图像非常接近（本例为吸附原子位于 bridge 位）；
  • 能量（OUTCAR）与 CI-NEB 鞍点能量相差应很小（主要来自收敛标准不同）；
  • 再对收敛构型做示例 11-4 的频率分析，确认只有一个虚频。

注意事项

  • Dimer 必须设置 IOPT（并配合 IBRION = 3、POTIM = 0），否则作业报错退出；
  • Torque 不下降、曲率一直为正：降低 EDIFF（1E-7～1E-8），或把 DdR 增大到 0.01，或增大 DRotMax；
  • DIMCAR 的 Energy 列是中心点能量（非外推到零展宽的能量），不要直接当作鞍点能量；
  • 换更高 ENCUT 或更密 k 点复核鞍点时，只需在 saddle_dimer 中修改 INCAR/KPOINTS 重新运行 Dimer；
  • Dimer 也可以不依赖 NEB，从极小点附近沿随机或指定方向出发寻找未知鞍点，但可能收敛到与目标反应无关的鞍点。