Ex24 乙醇分子的振动频率计算(二)
按照前面一节介绍的方法，结构优化过程完毕后，准备频率计算的输入文件，提交任务等待结束。然后我们介绍一下频率计算的输出与POSCAR原子的固定。
1 查看结果
1.1 查看OSZICAR，你会发现一共计算了55步。
下面我们分析一下这$55$步是怎么回事：
A）乙醇分子$\rm{CH{3}CH{2}OH}$ 含有 $9$ 个原子，每个原子在 $x, y, z$三个方向上均有一个自由度，共 $9 \times 3 = 27$ 个
B）我们设置的NFREE=2 ，也就是在每个方向上 +POTIM 和 –POTIM都移动并算一下，这样就有了 $27 \times 2 = 54$ 步：官网原文如下：大家自己去查阅IBRION和NFREE的相关内容。
The parameter NFREEdetermines how many displacements are used for each direction and ion, andPOTIM determines the step size. The step size is defaulted to 0.015 ? (startingfrom VASP.5.1), if too large values are supplied in the input file. Expertiseshows that this is a very reasonable compromise.`
NFREE=2 usescentral differences, i.e., each ion is displaced by a small positive andnegative displacement, ±POTIM, along each of the cartesian directions.`
C）还有一步：$55 -54 = 1$, 这一步指的是第一个离子步，为频率计算前的单点计算。
所以当你设置了NFREE=2的时候，频率计算需要 $1+N \times 6$ 步。$N$ 为体系中的振动的原子数。
2 固定原子
默认的是所有的原子在$x, y, z$三个方向上均可移动。但很多时候，我们只需要振动感兴趣的原子或者某一特定的方向就可以了，也就是说选择性计算频率。比如我们只想算乙醇的羟基振动峰，那么其他的原子就可以固定。VASP可以通过设置POSCAR来实现这个功能？首先我们看一下当前的POSCAR：
左下角的:set nu 显示文本的行数，取消行数可以通过 :set nonu
如果想要选择性地固定某些原子，我们需要以下几个步骤：
1） 在第七行和第8行之间插入一行，内容为 Selective Dynamics ，前面讲过 VASP 只认第一个字母，也就是S是必须的，Selective Dynamics 和 See, Sea….等其他S开头的都是一个效果的。
2） 加入Selective之后，我们需要在每一行的坐标后面加上 T 或者F表示允许和禁止移动。这里我们需要加三个T或者F，表示在 $x, y, z$ 三个方向上选择性固定原子的移动，
三个方向都允许：T T T
三个方向上都不允许: F F F
$x$ 移动，$y$ 和 $z$ 方向上固定为： T F F
$x$ 和 $y$ 方向上固定，$z$ 方向振动： F F T
以此类推，其他的大家根据自己的情况固定。
师兄，那么我们要做的就是在POSCAR中逐行写上T T T或者F F F就行了吧?
是的，下面大师兄教给你的是通过 Vim 的命令或者 p4vasp 实现这个功能。
2.1 通过 Vim 实现原子的固定和选择
第一步：加入 Select 的关键字母S，并在坐标后面全部加上 T T T
图中箭头1：插入一行，告诉 VASP 我们要选择性的固定某些原子或者在某些方向上；
图中方块2 :10,18s 中 s 代表替换（substitute）的意思，这里表示我们选中了第 $10$ 到 $18$ 行，$10$ 和 $18$ 之间有个逗号表示连续；10,18s后面用一个 / 分开，紧跟着你我们要替换的内容；
$ 在这里是末尾的意思，$/T T T我们要把每一行的最后替换成 T T T
后面再用一个/分开，加上g 表示 global 全部替换的意思。
输入完毕后，回车，效果如下：
每一行的末尾都加入了 T T T 箭头指的地方告诉我们：$9$ 行中的 $9$ 个地方发生了替换。
（自己复习下sed的用法，比较两者的区别）
第二步，下面我们要把OH之外的原子全部固定住：
通过 p4vasp 我们可以知道，OH 的两个原子为第一个（O）和最后一个（H），因此我们把第 $11$ 行到 $17$ 行中的所有T替换成F就可以了。我们可以使用 :11,17s/T/F/g来实现。最后效果如下：
C）扩展：
如果所有的原子后面为： T T T，这与我们之前的计算效果是一样的（第 $8$ 行没有S，坐标后面没有T T T）。此外，固定之前要先找到哪些原子我们希望固定的，以及它们在坐标中的顺序。
2.2 使用p4vasp实现上述功能:
基于 p4vasp 的可视化特性，直接用鼠标操作是很多linux 小白最喜欢看到的，下面我们主要讲解一下 p4vasp 的操作，请务必将 Vim 和 p4vasp 的操作关联起来，这样你会就会发现可视化和命令之间的微妙关系了。
1） 打开p4vasp，导入POSCAR；
System 显示 ethanol 说明数据已导入。
2） 鼠标系列操作
A）点一下 Show 按钮，显示乙醇分子结构；
B） 点击Build按钮：显示分子的坐标信息：这里的坐标顺序和POSCAR完全一致：
C） 选择乙醇的羟基（使用空格键选择原子），下图中可以知道 O 和 H 在坐标顺序中为第一个和最后一个；
D）选中右上角的Selective Dynamics，效果如图中箭头2指出来的部分，这个动作和我们之前在第八行插入Selective Dynamics 以及在坐标每一行加入T T T是等效的
E）选中第二行坐标，摁住shift键，然后再点一下倒数第二行，选中整个区域后，点击右上方的 Unselect ， 这个动作等效于我们将 $11$ 到 $17$ 行中的T全部替换为F。
F）操作完成后，左上角： File --> Save System As 保存新的POSCAR即可。
4 扩展练习：
4.1 掌握本节的两个POSCAR处理方法；
4.2 学会计算频率分析所需的步数；
4.3 浏览OUTCAR，查找频率输出结果
5 总结：
通过对比手动敲命令修改POSCAR和使用 p4vasp 进行鼠标操作，这里大师兄希望大家能掌握以下三点：
1） 学会 Vim 的使用技巧，当然了，Vim 及其强大，完全掌握基本不可能，但最基本的操作要了解；
2） p4vasp 的操作要熟悉，不知道怎么操作的，导入一个计算文件，随便点点，找找感觉；
3） 在使用 p4vasp 的操作中，你要学会思考：怎么将鼠标操作转化为命令语言来实现，为将来写脚本做好准备，毕竟很多时候，我们用不了可视化界面，就只能手动修改格式了，结合命令，比可视化操作更快，还可以批量进行。