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标题: Dmol3算铀掺杂石墨烯结构优化出现问题 [打印本页]
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Author: lmwnbpes    时间: 2015-1-18 16:34
标题: Dmol3算铀掺杂石墨烯结构优化出现问题
U掺杂到graphene里面    算O,H,等一些吸附的时候，结构不收敛，想请教一下原因  用的GGA PBE (, 下载次数 Times of downloads: 113)


这是两个O吸附的，
作者
Author: 卡开发发    时间: 2015-1-18 17:45
暂时没办法给出定论，把结构（xsd）或者截图以及计算参数（或input）及输出文件outmol发来看看，可以的话最好把xtd的轨迹文件传来看看。
作者
Author: lmwnbpes    时间: 2015-1-18 19:11
卡开发发 发表于 2015-1-18 17:45
暂时没办法给出定论，把结构（xsd）或者截图以及计算参数（或input）及输出文件outmol发来看看，可以的话最 ...

(, 下载次数 Times of downloads: 94) (, 下载次数 Times of downloads: 91) (, 下载次数 Times of downloads: 115) (, 下载次数 Times of downloads: 102)
作者
Author: 卡开发发    时间: 2015-1-19 04:02
本帖最后由 卡开发发 于 2015-1-19 07:45 编辑

把outmol文件发来，否则我即便帮你算得到结果也找不到问题的根源。最好还有xtd文件，这样通过查看优化过程的轨迹来确定到底是那几个原子在来回震荡。

从截图看（看的不是特别清楚）很可能是表面取得太小。
作者
Author: lmwnbpes    时间: 2015-1-19 09:06
再请教个问题，outmol除了能量信息，有哪些是值得去分析或者查看的，便于理解优化或者之后算过渡态，刚开始不久，多指导 (, 下载次数 Times of downloads: 6)
作者
Author: 卡开发发    时间: 2015-1-19 09:22
lmwnbpes 发表于 2015-1-19 09:06
再请教个问题，outmol除了能量信息，有哪些是值得去分析或者查看的，便于理解优化或者之后算过渡态，刚开始 ...

outmol当中记录了迭代的信息、一部分波函数的信息。如果计算了相关的性质，也可以看到一部分，实际上包含的信息不算多。DMol3的不少东西因为保密等问题不向用户开放，有时候也很麻烦。

不过需要注意的是，比如计算过程引进了展宽（smearing）就得非常小心KTeS项的大小，除非这一项很小得到的外推到0K的能量才比较准确（DMol3只能采用Fermi展宽）。

我查看outmol最重要的原因是你的输入参数全部记录在输出文件的前半部分，仅凭上述几个截图有些问题我还是不能很好判断。
作者
Author: lmwnbpes    时间: 2015-1-19 09:30
卡开发发 发表于 2015-1-19 09:22
outmol当中记录了迭代的信息、一部分波函数的信息。如果计算了相关的性质，也可以看到一部分，实际上包含 ...

outmol  和xtd  上传了   您帮忙看一下
作者
Author: 卡开发发    时间: 2015-1-19 09:43
本帖最后由 卡开发发 于 2015-1-19 09:46 编辑
lmwnbpes 发表于 2015-1-19 09:30
outmol  和xtd  上传了   您帮忙看一下

目前来看应该是表面太小，从以往的帖子我做的测试来看http://bbs.keinsci.com/forum.php ... 87&highlight=Grimme，我觉得k也太少展宽太大。这个表面以及相关的计算参数你可以做个参考。

因为U的的半径比较大，稳妥起见我建议你表面的大小最好取到分子在表面的投影长度+∑2倍各个原子的参考截断半径（不一定按照全局最大截断来算，否则表面就很大了）。
作者
Author: jiewei    时间: 2015-1-19 13:01
有一个问题， 你的金属和氧之间是单键？  虽然密度泛函不会区分单键和双键，只区分原子坐标，但是你用dmol算一下就知道，其实还是区分的。
按照你的建模氧原子应该和金属会形成介于单键和双键之间的，所以你用成单键再加一个虚键试试。另外i啊看你的设置氧是两个自由基？
那建议你用DNP+基组。 还有你没有把收敛标准那张图放出来，不知道你是哪个参数没有收敛。再有，我不知道你的晶格常数都是多少？ a 和b？
我和卡卡同学的观点恰好相反，我认为在结构优化的时候不必要用那么高的k点。你的a和b轴如果能大于10A，那么用2或者3的k点就行了。在后续的能量计算时可以尝试增加k点。（最近一篇文章有提到http://pubs.rsc.org/en/content/articlehtml/2015/cp/c4cp04900d）
作者
Author: 卡开发发    时间: 2015-1-19 13:43
jiewei 发表于 2015-1-19 13:01
有一个问题， 你的金属和氧之间是单键？  虽然密度泛函不会区分单键和双键，只区分原子坐标，但是你用dmol ...

等同的石墨烯在这样的k下面算出来会产生gap（输出文件有此提示），即便较大的smearing仍有此问题，这是为什么我建议提升k的原因，不充分的k导致的结果就是“力”计算错误，从而导致结构优化不收敛，石墨烯本身呈现金属性，因此最好以较大的k作为参考比较合适。虽然有可能掺杂之后会形成带隙，但这一点也要在足够的k测试之后才能确定。

弥散基组要考虑相当大的截断半径，否则结果反而糟糕，但是对于周期体系计算的标度增加就不是一点点了；U因为包含f电子，所以多极展开还需要取得高一些才可能有可靠的结果。

U如此大的半径放在这样的表面在考虑氧的作用，可能不够稳定才出现这种周期性的振荡，Z方向要容纳截断半径5.9A的C、U、O三个原子，20A的真空层可能还是不够充分的。。实际上DMol3的真空层大小对计算量贡献相当微弱，可以取大一些图安全。

如果按照上述还没有很充分的改进后还不行再进行直角坐标下做GDIIS。手头没有空出来的计算节点，我就不进行测试了。
作者
Author: lmwnbpes    时间: 2015-1-19 17:06
jiewei 发表于 2015-1-19 13:01
有一个问题， 你的金属和氧之间是单键？  虽然密度泛函不会区分单键和双键，只区分原子坐标，但是你用dmol ...

DNP   和DNP+     如果进行测试的话，参考哪些量进行比较？能量，计算速度？     a=b=9.8632 ，，，是不是太小，对于U这种大原子？
作者
Author: lmwnbpes    时间: 2015-1-19 17:11
卡开发发 发表于 2015-1-19 13:43
等同的石墨烯在这样的k下面算出来会产生gap（输出文件有此提示），即便较大的smearing仍有此问题，这是为 ...

您的意思是多级修正最好选 hexadecapole ？  真空层的判断是把 C U O原子截断半径加起来？   出问题这个表面是4x4x1  我用更大的表面多少为好，如何测试？
直角坐标下做GDIIS  这是我不明白，您能说的详细一点吗？  测试我自己可以做
作者
Author: 卡开发发    时间: 2015-1-19 17:43
本帖最后由 卡开发发 于 2015-1-19 17:49 编辑

一般而言估算一下即可，可以试试6x6x1的。你可以先构建一个超胞表面，把吸附的分子放上去；然后在此基础上再构建2x2超胞，这样分子就有4个分子；测量一下4个分子两两原子最近的间距(如图)，如果比这两个最佳截断半径之和要小，那么就要扩大计算采用的表面。我觉得这个估算即可不必做更复杂的测试。 (, 下载次数 Times of downloads: 137)

Z方向确定的方式可以按照我说的去累加，也可以按照前面的方式按照Z方向构建超胞，看看吸附的原子和上层的C原子是否截断半径会发生交叠。其实真空层放心取到30~50A都没关系。

是的，f电子成键或其他因素极化的取向比较复杂，建议展开到Hex为妙（老实说我觉得可能Hex都不够，但是DMol3没办法再提高了）。还有就k，如果不合理的话，对结构优化的恶化时非常直接的。

目前需要做的就是您应该想办法使得您的模型合理，计算参数合理，代数方案的调整通常是最后一关。您目前最应该先考虑扩大晶格，做做测量工作，然后测试一下k和smearing的值是否合适。后续再有问题再进行交流。最后GDIIS的方案是普通的BFGS优化结构实在不ok的情况才会考虑的方案，这个还是先不讨论比较好。


作者
Author: lmwnbpes    时间: 2015-1-19 19:32
卡开发发 发表于 2015-1-19 17:43
一般而言估算一下即可，可以试试6x6x1的。你可以先构建一个超胞表面，把吸附的分子放上去；然后在此基础上 ...

(, 下载次数 Times of downloads: 113)   您帮忙看一下这个2x2的超胞，最短距离是7.054。O的Rcore是1.8，这个距离够了？   还有U,O,C的截断半径一共是5.8，  加上U距离表面的距离，不到10，那么20或者30 的真空层怎么选取？  
作者
Author: 卡开发发    时间: 2015-1-19 23:03
lmwnbpes 发表于 2015-1-19 19:32
您帮忙看一下这个2x2的超胞，最短距离是7.054。O的Rcore是1.8，这个距离够了？   还有U,O,C的截断半径 ...

距离得是截断半径两倍以上，考虑到U半径是5.9，最起码是4*45的，考虑到还有O原子，建议再放大一些。真空层对于dmol占不了多少计算量，取个30～50A都没关系。
作者
Author: 卡开发发    时间: 2015-1-22 08:44
本帖最后由 卡开发发 于 2015-1-22 08:45 编辑

我做了测试，取了6x6的表面（不知道什么原因，小于6x6超胞我测试了能带结构，无论k取多大给出的结果都有点问题），做了a=b=14.74~14.83A的测试，拟合抛物线内插得到晶格常数的能量极小点为a=b=14.793，真空层我取了30A。

在默认Fine精度的基准上修改了k、smearing，k为11x11x1，这个在先前的帖子中做了测试，smearing降低到0.001Ha(约0.03eV，其实也可以不用)。

截断半径取全局为5.9A，我做了测试，如果只有U取5.9，C取4.5，可能导致力不收敛，以往的经验来说也不推荐取不同的截断半径，有时候可能造成scf不收敛，有时候可能造成结构弛豫不收敛等问题。因为截断半径和k都很大，可能计算速度稍慢些，12核心服务器预计0.8~1.5m做一次scf。

另外，你的初始结构O原子指向比较糟糕。

我把以及优化好的U-graphite和O@U-graphite的结构做成cif（避免版本差异）放在这，你可以参考这个结构做一些后续处理。
作者
Author: lmwnbpes    时间: 2015-1-26 09:30
卡开发发 发表于 2015-1-22 08:44
我做了测试，取了6x6的表面（不知道什么原因，小于6x6超胞我测试了能带结构，无论k取多大给出的结果都有点 ...

非常感谢您的详细解答，学到很多。
我想问一下  我尝试把Max.step size从0.3  调到0.1 ，就收敛了，这个怎么理解
作者
Author: 鹃子    时间: 2015-1-26 09:55
是说每次跳.3 正好错过了能量最低点吗? 猜的
作者
Author: 卡开发发    时间: 2015-1-26 13:35
lmwnbpes 发表于 2015-1-26 09:30
非常感谢您的详细解答，学到很多。
我想问一下  我尝试把Max.step size从0.3  调到0.1 ，就收敛了，这 ...

结构振荡比较严重的情况可以限制分配的下一步原子移动，这样每次计算能量和力之后分配出各个原子的移动即便大于0.1A也按照0.1A进行移动，有时候比较管用。不过一般不建议这个值设定的太小。



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