VASP(Vienna Ab initio Simulation Package)是一种用于从头计算固体材料电子结构的第一性原理计算软件包。其理论体系基于密度泛函理论(Density Functional Theory, DFT),主要用于研究材料的电子结构、晶体结构、能带结构、能量计算等。
VASP的整体算法主要来自于凝聚态物理和量子化学领域的理论基础,其中包括:
Kohn-Sham方程:基于Kohn-Sham方程,通过将多体问题转化为单体问题,求解单电子的有效势能和波函数,从而得到体系的基态电子结构。
赝势(Pseudopotential)方法:用于减少计算的复杂性,将原子核和内层电子对外层电子的影响抽象为有效势能,减少计算量。
平面波基组:采用平面波基组展开波函数和电荷密度,用于描述电子波函数和势能。
能带理论:通过计算材料的能带结构,可以揭示材料的导电性、光学性质等重要信息。
总的来说,VASP的理论体系是基于DFT和上述方法的组合,通过数值计算求解材料的电子结构和物性,为研究者提供了一种强大的工具来探索材料的微观性质和行为。