【VASP】PBE与HSE之前的区别

以下是使用PBE和HSE方法计算能带结构时INCAR文件的主要区别：

参数名称	PBE方法	HSE方法
PREC	Normal或Accurate，控制计算精度，通常设置为Normal以平衡精度和计算成本	Accurate，要求更高的精度以确保HSE计算的准确性，避免混叠误差
ENCUT	通常设置为材料中元素的ENCUT最大值的1.3倍左右，例如400 eV	与PBE方法类似，但可能需要更高的值以确保平面波基组能够准确描述混合泛函中的HF交换部分
GGA	PE，指定使用PBE交换相关泛函	不适用，因为HSE是混合泛函，不是传统的GGA方法
LHFCALC	不适用	TRUE，启用混合Hartree-Fock/DFT计算
HFMIX	不适用	通常设置为0.25，表示25%的HF交换能与75%的DFT交换能混合
KINHSE	不适用	通常设置为0.20，控制HSE混合泛函中HF交换能的截断参数，影响计算的精确性和效率
TIME	通常设置为0.4或0.5，控制电子步的时间步长	由于HSE计算更复杂，可能需要更小的时间步长，例如0.3或0.4
EDIFF	通常设置为1E-4或1E-5 eV，控制电子自洽场（SCF）循环的能量收敛标准	由于HSE计算对精度要求更高，可能需要更严格的收敛标准，例如1E-6或1E-7 eV
NELM	通常设置为60或更低，取决于计算的复杂性	由于HSE计算收敛可能更慢，可能需要增加迭代次数，例如100或更高
ICHARG	对于静态计算，设置为2（从头计算初始电荷密度）或1（从CHGCAR文件读取）	对于HSE计算，通常设置为11（用于非自洽的能带计算）或从之前PBE计算得到的CHGCAR文件初始化，以加速收敛
LREAL	.AUTO或.FALSE.，控制投影算符的形式	通常设置为.FALSE.，因为HSE计算对精度要求更高，且通常不使用LREAL来提高计算速度
LASPH	.TRUE.，以考虑投影算符的球谐部分，提高总能量和能带计算的准确性	.TRUE.，同样需要考虑投影算符的球谐部分以确保HSE计算的准确性
ADDGRID	.TRUE.，增加FFT网格密度以帮助GGA的收敛	.TRUE.，同样有助于HSE计算的收敛
LORBIT	11，启用详细的投影态密度（pDOS）计算	11，同样用于pDOS计算
NEDOS	通常设置为2001或更高，控制DOSCAR文件中的能量网格点数	与PBE方法类似，但可能需要更高的值以确保HSE计算的DOS具有足够的分辨率
ISMEAR和SIGMA	ISMEAR=0和SIGMA=0.05（高斯展宽法），适用于金属；对于绝缘体可使用ISMEAR=-5和较小的SIGMA值	与PBE类似，但可能需要根据HSE计算的具体情况调整展宽参数，特别是在处理半导体和绝缘体时
KPAR	根据可用计算资源设置，用于并行计算中k点的划分	由于HSE计算计算量更大，可能需要更高效的并行设置，如更大的KPAR值（如4或更多），以充分利用计算资源

以下是一个HSE能带计算模板：

#Global Parameters
ISTART = 1 # 从现有的WAVECAR文件读取波函数
ISPIN = 1 # 非自旋极化计算
LREAL = .FALSE. # 禁用投影算符的实空间形式
PREC = Accurate # 高精度计算模式
ENCUT = 400 # 平面波截断能（根据材料调整）
ADDGRID = .TRUE. # 增加FFT网格密度
LASPH = .TRUE. # 考虑投影算符的球谐部分
LWAVE = .TRUE. # 写入WAVECAR
LCHARG = .FALSE. # 不写入CHGCAR（节省磁盘空间）
HSE Specific Parameters
LHFCALC = .TRUE. # 启用混合Hartree-Fock/DFT计算
HFMIX = 0.25 # HF交换能的比例（25%）
KINHSE = 0.20 # HSE混合泛函中HF交换能的截断参数
TIME = 0.4 # 电子步时间步长
#Electronic Relaxation
EDIFF = 1E-08 # 电子自洽场循环的能量收敛标准
NELM = 100 # 最大电子SCF步数
ISMEAR = 0 # 高斯展宽法
SIGMA = 0.05 # 展宽宽度
#Band Structure Calculation
LORBIT = 11 # 启用详细的投影态密度（pDOS）
NEDOS = 2001 # DOSCAR文件中的能量网格点数
ICHARG = 11 # 用于非自洽的能带计算
#Parallelization
KPAR = 2 # 将k点网格分成的组数（根据计算资源调整）