在跑VASP晶格优化的时候，经常会碰到能量和受力来来回回地振荡，怎么都稳不下来，还有那个收敛的标准，也不清楚到底该怎么去把它收得更紧，通常，我们得先把事情给分清楚，这到底是电子步那边自己就不稳当，还是离子步和晶胞那些自由度的调整，做得太过激进了，VASP在做结构优化的时候，是根据一个控制离子位置、晶胞形状还有体积会不会发生变化的参数，来决定到底要放开多少自由度的，你放开的自由度越多，优化起来往往就越容易变难；一旦那个参数被设置成让晶胞的形状和体积可以同时变化，那么刚开始搭的那个结构、算出来的应力、每一次离子移动的步长，还有电子步的收敛情况，全都会影响到后面整个优化的轨迹。

　　一、晶格优化为什么总是震荡

　　当晶格优化在那里来回震荡的时候，我们不能只是盯着它最后有没有达到收敛，要把输出了详细信息的文件给打开，去看一看能量、受力，还有应力，这几样东西是在慢慢地往下降，还是在几个不同的结构之间，反复地跳来跳去。

　　1、一开始给的那个结构，离它真正平衡的位置太远了

　　如果一开始搭的那个晶格常数，跟它真实情况偏差得比较厉害，然后你又直接就把控制晶胞和原子自由度的参数给全部放开了，让原子、晶胞的形状还有体积同时去变，那优化器一下子，就得去处理好多好多的自由度，一种更稳当的做法是，先把它限制住，只让原子自己动一动，等原子位置稳一点了，再把体积的优化给放开，最后，才去把形状的优化也放开。

　　2、离子步的步长设得不合适

　　控制步长的那个参数，要是设得太大了，结构就很容易一步跨得太远，直接从势能面的谷底给跳过去，能量和受力，就会像荡秋千一样，在那里来回地摆；可要是设得太小了，算起来又会非常地慢，甚至看起来老半天都没有什么明显的变化，在做结构优化的时候，不同的算法也是由相应的参数来控制的，而这个步长参数，会直接影响到离子每一步更新的时候，到底移动多大的距离，碰上振荡的时候，可以先把步长给降到零点二到零点五左右，去试着算一下看看。

　　3、电子步自己压根儿就没有真正稳定下来

　　离子每往前走一步，它都要依赖电子自洽计算给出的结果，如果电子步那边自己就不稳，那后面跟着算出来的受力和应力，肯定也会跟着乱七八糟地跳，我们可以先去检查一下，在每一个离子步的里面，电子步是不是都妥妥地收敛了，然后再去调整电子的算法、迭代的步数、电荷混合的参数，还有展宽的方法和宽度，不要一上来就急着去把离子步的收敛标准给收紧。

　　4、算出来的应力，它的精度还不够

　　在做晶胞优化的时候，应力这个量是非常敏感的，VASP的官方说明里也提过，在算体积变化的时候，要注意一种因为截断能不够高而带来的应力误差，通常，是需要把能量的截断给提高，并且采用更严格一些的精度设置，来应对这个问题的。

　　二、晶格优化收敛标准该怎么收紧

　　在动手去把收敛的标准收紧的时候，要有一个先后的顺序，不能一口气地，把电子收敛标准、离子收敛标准、K点网格，还有能量的截断，这些参数全部都给调严了，要是参数一起发生变化，到了后面，你就很难去判断，结果的改善，到底是来自于哪一次的改动。

　　1、先去把电子的收敛标准给收紧

　　可以先把控制电子步收敛的那个标准，从比较宽松的数值，给收紧一到两个数量级，如果电子步本来就跑得不太稳，那就不建议直接把它收得特别特别的紧，因为那样做，很容易白白地增加计算的时间，却没有解决那个导致震荡的源头。

　　2、再去把离子步的收敛标准给收紧

　　控制离子步什么时候停下来的那个参数，当它被设为正数的时候，是看离子步之间总能量的变化来决定停不停的；而当它被设为负数的时候，则是看受力的范数来决定停不停，更常用的是那种直接靠力来判断的方式，看起来也会更直观一些，比如说，可以先拿一个比较粗的标准，来做一次初步的优化，然后再用一个更严格的标准，去重新算一遍。

　　3、分着阶段去做晶胞的优化

　　第一轮，可以先用一个只优化原子位置、不动晶胞的设置，去把原子的位置给调好；第二轮，再换成那个原子、晶胞形状和体积都可以同时变化的设置，去整体地优化；要是发现结构波动得特别明显，那就可以先用一个比较宽的标准，拿到一个大概的近似结构，然后再用更严格的能量截断、K点网络，还有离子步收敛标准，去做最终的优化，这样做，要比从一开始就拿着最严格的标准去硬跑，要省下不少的时间。

　　4、要同步地去检查一下K点网格和能量的截断

　　算出来的晶格常数，对K点网格和能量截断，是非常敏感的，当把离子步收敛标准收紧了以后，要是K点网格还太稀疏，或者是能量截断还偏低，那力和应力，还是有可能会不稳定，在晶胞优化这个阶段，最好让K点、能量截断，还有所用的赝势，都保持一致，不要在中途就随随便便地去换掉设置。

　　三、晶格优化的结果要怎么判断

　　最后得到的结果，它到底可不可靠，不能光看输出文件里出现了一句“已经达到了要求的精度”，就完事了，还得去看一看最终的结构、能量、受力、应力，还有它在物理上，到底合不合理。

　　1、去看一看能量的下降，是不是很平稳

　　如果在记录离子步过程的那个文件里面，每一步的能量都在那里大幅度地上上下下，那就说明整个优化的路径是不稳的，只有到了最后那几步，能量的变化已经非常小了，力和应力也跟着同步地降了下来，这才更像是正常收敛了的样子。

　　2、去看一看力和应力，是不是都达到了标准

　　只是盯着力来看，是不够的，在晶格优化放开了晶胞以后，应力也必须要去检查，尤其是那些来自外部的压力、应力张量的各个分量，还有晶胞参数变化的幅度，要是力已经达到标准了，可是应力还很大，那晶胞就有可能还是没有彻彻底底地放松到位。

　　3、用一次复算，来验证一下最终得到的那个结构

　　可以把最后一步优化完得到的那个结构文件，复制成新一轮计算的输入结构，然后，保持一套更严格的参数，去做一次静态的计算，或者是跑一次短时间的二次优化，如果这么算下来，能量、受力、应力，还有晶格参数的变化，全都非常非常小了，那就说明前面那一轮得到的结果，是比较稳当的。

　　总结

　　VASP的晶格优化，它之所以总是震荡，比较常见的原因就是，刚开始给的结构离平衡位置太远了、离子移动的步长设得太大了、电子步自己的收敛就没做稳、晶胞的自由度被放开得太早，或者是算出来的应力，在精度上还不够，在动手收紧收敛标准的时候，比较建议的做法是，先把电子步给稳定下来，然后再分着阶段，一步一步地把晶胞的自由度给放开，接着，再慢慢地把离子步的收敛标准、能量的截断，还有K点网格，给依次收紧，最后，在做判断的时候，不要只是看到那个计算停止的提示就完了，要结合着输出文件里记录的能量、受力、应力，还有复算的结果，放在一起去确认。