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CP2K可否计算有机分子的开壳层单重态?

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发布时间: 2025-5-2 11:41

正文摘要:

大家好,众所周知Gaussian可以找到有机分子的开壳层单重态(即反铁磁双自由基),有一个分子根据Gaussian计算其具有开壳层单重态基态,我想用CP2K再算一遍,因为有后处理软件需要用到CP2K的输出轨道,请问CP2K可以算 ...

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lycheeho 发表于 Post on 2025-5-5 10:00:12
sobereva 发表于 2025-5-4 23:35
这个轨道是配对的
alpha和beta轨道是单独对角化求解出来的,整体相位有随机性

明白了,谢谢sob!
sobereva 发表于 Post on 2025-5-4 23:35:47
lycheeho 发表于 2025-5-4 11:01
明白您意思,我的想法是就特定针对98号的alpha和beta轨道,它们形状相同、相位相反,能说明它们电子是配 ...

这个轨道是配对的
alpha和beta轨道是单独对角化求解出来的,整体相位有随机性
lycheeho 发表于 Post on 2025-5-4 11:01:31
sobereva 发表于 2025-5-3 21:18
诸如alpha的101和beta的101明显分布区域不同、没有配对

明白您意思,我的想法是就特定针对98号的alpha和beta轨道,它们形状相同、相位相反,能说明它们电子是配对的吗?也就是说相位的正负并不影响电子填充?
lycheeho 发表于 Post on 2025-5-4 10:59:55
Daniel_Arndt 发表于 2025-5-4 10:21
我之前用过BS来设置对称破缺,看一下 https://www.cp2k.org/_media/events:2015_cecam_tutorial:ling_hybri ...

谢谢!
Daniel_Arndt 发表于 Post on 2025-5-4 10:21:53
我之前用过BS来设置对称破缺,看一下 https://www.cp2k.org/_media/even ... al:ling_hybrids.pdf 的第34、35、36页就能学会了。

更复杂的就是通过MAGNETIZATION或WFN_MIX来设置对称破缺,要用的话,建议查看手册,多去CP2K的Google Group上搜索。
sobereva 发表于 Post on 2025-5-3 21:18:41
lycheeho 发表于 2025-5-3 19:49
感谢sob老师的回复!想请教您一个问题,下面这是一个开壳层单重态分子体系,您看它的98号的alpha和beta轨 ...

诸如alpha的101和beta的101明显分布区域不同、没有配对
sobereva 发表于 Post on 2025-5-2 21:20:11
lycheeho 发表于 2025-5-2 15:39
我关闭smear后的输出如图所示,观察输出的RHO-SPIN_DENSITY-1_0.cube发现体系是开壳层单重态且与gaussian ...

倘若alpha和beta轨道一一精确对应,自旋密度必然处处为0,你看的方式或者理解得肯定有问题
sobereva 发表于 Post on 2025-5-2 21:18:42
lycheeho 发表于 2025-5-2 13:56
十分感谢!还想请教下如何判断计算正确输出了开壳层单重态?通过观察输出的spin density还有其他方法吗?

直接看自旋密度等值面图最为直观,干嘛舍近求远
zjxitcc 发表于 Post on 2025-5-2 14:45:34
lycheeho 发表于 2025-5-2 14:36
你好,请问您指的是这个吗?

是这里,但你似乎开了smearing,导致CP2K暂时无法支持分数占据轨道的<S^2>计算。有机分子的开壳层单重态无需smearing,应当关掉它。
zjxitcc 发表于 Post on 2025-5-2 14:10:31
本帖最后由 zjxitcc 于 2025-5-2 14:13 编辑
lycheeho 发表于 2025-5-2 13:56
十分感谢!还想请教下如何判断计算正确输出了开壳层单重态?通过观察输出的spin density吗?

首先查看CP2K输出文件<S^2>值。这是因为单重态<S^2>理想值为0,而使用UHF/UKS方法计算开壳层单重态,如果真的收敛到了开壳层单重态的解,<S^2>会大于0。UHF/UKS方法牺牲<S^2>自旋纯态的特性 换取更准确的电子能量。如果等于0,说明你仍然收敛到了闭壳层单重态,此时去看自旋布居一点用处没有。

如果<S^2>大于零,你已经确认是开壳层单重态。这时查看每个原子的自旋布居只是锦上添花,看看未成对电子集中在哪几个原子上。注意,spin density是三维空间分布,每个位置都有一个值;spin population是将前述三维空间分布 想办法布居到每个原子上,因此维度大小为Natom。不要学一些不严谨的文章 写着spin density却展示spin population。
lycheeho 发表于 Post on 2025-5-2 13:56:27
本帖最后由 lycheeho 于 2025-5-2 14:06 编辑
sobereva 发表于 2025-5-2 13:35
没必要一个个麻烦地设
只要打破初猜对称性就够了,比如一侧所有原子MAGNETIZATION都设1,另一侧都设-1。 ...

十分感谢!还想请教下如何判断计算正确输出了开壳层单重态?通过观察输出的spin density还有其他方法吗?

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