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标题: Periodic NBO程序测试 [打印本页]
作者
Author: beefly    时间: 2019-2-9 11:49
标题: Periodic NBO程序测试
本帖最后由 beefly 于 2019-2-9 17:26 编辑

Periodic NBO（以下简称pnbo）是对周期体系进行NBO分析的程序，目前有VASP和Crystal两个程序的接口。因为我不用VASP，以下测试仅针对Crystal接口。

一、修改pnbo源代码和编译

  首先下载pnbo和相应的接口程序：https://schmidt.chem.wisc.edu/nbosoftware
  由于pnbo及其接口程序绑定intel mkl库，只能采用intel fortran + mkl编译。无奈程序作者的mkl版本太老，很多代码要做修改：

  1. process_crystal中的shared.f90，periodic_nbo中的matutil.f90，nbo.f90，nbo_shared.f90，periodic_matutil.f90，pre_nao.f90：
     “USE mkl95_BLAS” 改为 “USE BLAS95”
     类似地，“USE mkl95_LAPACK” 改为 “USE LAPACK95”
     “CALL ZHEEV_MKL95” 改为 “CALL HEEV”
     类似地，所有出现_MKL95后缀形如“CALL *ABCD_MKL95”（*=G或Z）的调用全部 改为 “CALL ABCD”
  2. process_crystal中的makefile、periodic_nbo中的Makefile.template：修改其中的mkl根路径和编译参数（里边居然还有拼写错误）。

  附件包含所有修改好的代码，直接替换同名的原文件，然后修改makefile、Makefile.template中的mkl根目录。VASP的接口程序可以根据以上说明自行修改。

  改完后用make命令编译，得到process_crystal.exe和nbo.exe。已经对intel 2017版编译器测试通过。


二、用附件中的测试输入mgo.d12和mgo.d3，依次运行Crystal的两个模块crystal和properties

  ./crystal < mgo.d12 > mgo.out
  ./properties < mgo.d3 > mgo.pout

  注意：
  1. 输入文件mgo.d12中的关键词SHRINK有两个参数，pnbo要求第一个参数为奇数。这两个参数必须和mgo.d3中NEWK下一行的两个参数一致。
  2. pnbo的crystal处理脚本要求输出文件mgo.out的最开头有输入回显，否则出错。如果没有回显，可以后期手工粘贴进去，或者把运行crystal的命令改为
  cp mgo.d12 mgo.out
  ./crystal < mgo.d12 >> mgo.out


三、处理Crystal的计算数据

  ./read_crystal.py mgo.out  > cry2nbo.out
  ./process_crystal.exe cry2nbo.out KRED.DAT

  如果运行成功，会产生NBO.out和NBO_mat.out两个数据文件。

四、运行pnbo

  ./nbo.exe NBO.out > mgo_nbo.out

  mgo_nbo.out是NBO分析的结果。

  第一次pnbo运行结束后，会产生一个控制参数文件nbo.config，修改里面的参数可以调用其它功能（如产生cube文件）。更多参数见程序中的READ_ME.txt文件。

以上流程已对Crystal 09和14测试通过。


作者
Author: beefly    时间: 2019-2-9 11:55
本帖最后由 beefly 于 2019-2-9 17:41 编辑

pnbo的输出文件是下面这个样子的，比分子的nbo程序给出的信息少很多。测试体系是氧化镁，pnbo给出Mg带1.95个正电荷（根据pnao的文献J. Chem. Theory Comput. 8, 1902, 2012，应该是NPA电荷，见Table 2之前的那一段说明），但是没有键级。

  1. Total number of elec. from input Bloch space matrices:    20.0000002499996
  2. Total energy average from input Bloch space matrices:    -4087.95472705807

  4. Obtaining NAO basis...
  5. step 1 time  1.6927000E-02
  6. step 2 time  2.8991999E-02
  7. step 3 time  3.2384999E-02
  8. step 4a time  0.1549110
  9. step 4b time  2.2454999E-02

  11. total time for obtaining NAO basis  0.3502110

  13. Energy sum in Bloch space, NAO:         -4087.95472705807
  14. Number of elec. in Bloch space, NAO:    20.0000002499996
  15. Number of elec. in real space, NAO:     20.0000002500001

  17. *****************************
  18. **** NATURAL POPULATIONS ****
  19. *****************************

  21. Atom:  MG  1  occ: 10.0496950   charge:  0.1950305E+01
  22. Atom:  O   2  occ:  9.9503059   charge: -0.1950306E+01

  24. *********************************
  25. **** NATURAL ATOMIC ORBITALS ****
  26. *********************************

  28.            1 MG s           2.0028718E-02 1 S
  29.            2 MG s            1.999877     2 S
  30.            3 MG px          1.0077541E-02 2 P
  31.            4 MG py          1.0077541E-02 2 P
  32.            5 MG pz          1.0077541E-02 2 P
  33.            6 MG s            2.000000     3 S
  34.            7 MG px           1.999852     3 P
  35.            8 MG py           1.999852     3 P
  36.            9 MG pz           1.999852     3 P

  38.           10 O  s           1.3828600E-03 1 S
  39.           11 O  s            1.993410     2 S
  40.           12 O  px          5.3861097E-04 2 P
  41.           13 O  py          5.3861097E-04 2 P
  42.           14 O  pz          5.3861097E-04 2 P
  43.           15 O  s            1.999996     3 S
  44.           16 O  px           1.984634     3 P
  45.           17 O  py           1.984634     3 P
  46.           18 O  pz           1.984634     3 P


  49. *******************************
  50. ****** SEARCH PARAMETERS ******
  51. *******************************
  52. Default parameters. To change, modify the nbo.config file.
  53. 1.60   #Occupancy cutoff for one-center NBOs
  54. 1.85   #Occupancy cutoff for two-center NBOs


  57. Number of non-bonding NBO's          10
  58. Number of potential bonds           0

  60. ****************************
  61. **** NATURAL LONE PAIRS ****
  62. ****************************

  64. CR MG           1
  65. Occ:   1.999852
  66.   Hybridization   s%    0.000000000  p%  100.000000000  d%    0.000000000  f%    0.000000000
  67.   -0.00000   0.00000  -0.00000  -0.00000  -0.00000  -0.00000  -0.01178  -0.04296   0.99901

  69. CR MG           1
  70. Occ:   1.999852
  71.   Hybridization   s%    0.000000000  p%  100.000000000  d%    0.000000000  f%    0.000000000
  72.    0.00000   0.00000  -0.00000  -0.00000   0.00000   0.00000   0.11980   0.99182   0.04406

  74. CR MG           1
  75. Occ:   1.999852
  76.   Hybridization   s%    0.000000000  p%  100.000000000  d%    0.000000000  f%    0.000000000
  77.    0.00000  -0.00000   0.00000  -0.00000   0.00000  -0.00000   0.99273  -0.12020   0.00654

  79. CR MG           1
  80. Occ:   1.999877
  81.   Hybridization   s%  100.000000000  p%    0.000000000  d%    0.000000000  f%    0.000000000
  82.    0.00000   1.00000  -0.00000   0.00000   0.00000  -0.00000   0.00000  -0.00000  -0.00000

  84. CR MG           1
  85. Occ:   2.000000
  86.   Hybridization   s%  100.000000000  p%    0.000000000  d%    0.000000000  f%    0.000000000
  87.    0.00000   0.00000  -0.00000  -0.00000  -0.00000   1.00000   0.00000  -0.00000   0.00000

  89. LP O            2
  90. Occ:   1.984634
  91.   Hybridization   s%    0.000000000  p%  100.000000000  d%    0.000000000  f%    0.000000000
  92.    0.00000   0.00000   0.00000   0.00000  -0.00000  -0.00000   0.99977   0.02155   0.00076

  94. LP O            2
  95. Occ:   1.984634
  96.   Hybridization   s%    0.000000000  p%  100.000000000  d%    0.000000000  f%    0.000000000
  97.   -0.00000   0.00000   0.00000  -0.00000   0.00000  -0.00000  -0.00099   0.01066   0.99994

  99. LP O            2
  100. Occ:   1.984634
  101.   Hybridization   s%    0.000000000  p%  100.000000000  d%    0.000000000  f%    0.000000000
  102.   -0.00000  -0.00000  -0.00000   0.00000   0.00000   0.00000  -0.02154   0.99971  -0.01067

  104. LP O            2
  105. Occ:   1.993410
  106.   Hybridization   s%  100.000000000  p%    0.000000000  d%    0.000000000  f%    0.000000000
  107.    0.00000   1.00000   0.00000   0.00000  -0.00000  -0.00000  -0.00000   0.00000  -0.00000

  109. CR O            2
  110. Occ:   1.999996
  111.   Hybridization   s%  100.000000000  p%    0.000000000  d%    0.000000000  f%    0.000000000
  112.   -0.00000   0.00000   0.00000  -0.00000  -0.00000   1.00000   0.00000  -0.00000  -0.00000

  114. --------------------------------------------------------

  116. ********************************
  117. **** NATURAL RYDBERG STATES ****
  118. ********************************

  120. RYD MG           1
  121. Occ:  1.0077541E-02
  122.   Hybridization   s%    0.000000000  p%  100.000000000  d%    0.000000000  f%    0.000000000
  123.   -0.00000  -0.00000   0.26409   0.93818   0.22378   0.00000   0.00000   0.00000   0.00000

  125. RYD MG           1
  126. Occ:  1.0077541E-02
  127.   Hybridization   s%    0.000000000  p%  100.000000000  d%    0.000000000  f%    0.000000000
  128.   -0.00000   0.00000   0.96175  -0.27365   0.01229   0.00000  -0.00000  -0.00000   0.00000

  130. RYD MG           1
  131. Occ:  1.0077541E-02
  132.   Hybridization   s%    0.000000000  p%  100.000000000  d%    0.000000000  f%    0.000000000
  133.   -0.00000   0.00000   0.07277   0.21197  -0.97456  -0.00000   0.00000   0.00000  -0.00000

  135. RYD MG           1
  136. Occ:  2.0028718E-02
  137.   Hybridization   s%  100.000000000  p%    0.000000000  d%    0.000000000  f%    0.000000000
  138.    1.00000  -0.00000   0.00000   0.00000   0.00000  -0.00000  -0.00000  -0.00000   0.00000

  140. RYD O            2
  141. Occ:  1.3828600E-03
  142.   Hybridization   s%  100.000000000  p%    0.000000000  d%    0.000000000  f%    0.000000000
  143.    1.00000  -0.00000  -0.00000   0.00000   0.00000   0.00000  -0.00000   0.00000   0.00000

  145. Total occupancy of Lewis type valence NBOs        19.94674
  146. Total occupancy of Non-Lewis type valence NBOs   0.0000000E+00
  147. Total occupancy of Rydberg NBOs                  5.3260036E-02
  148. Total valence occupancy                           20.00000

  150. total time for NBO analysis  0.9385740
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作者
Author: zsu007    时间: 2019-2-9 22:14
谢谢分享！
作者
Author: granvia    时间: 2019-2-9 22:27
pnbo的输出文件是下面这个样子的，比分子的nbo程序给出的信息少很多。测试体系是氧化镁，pnbo给出Mg带1.95个正电荷（根据pnao的文献J. Chem. Theory Comput. 8, 1902, 2012，应该是NPA电荷，见Table 2之前的那一段说明），但是没有键级。


能输出以NAO为基的密度矩阵吗？
作者
Author: haizhiwuyu    时间: 2019-2-11 11:13
非常棒
作者
Author: haizhiwuyu    时间: 2019-2-11 12:09
非常感谢，忍不住再次感谢。主要是程序修改部分困扰了我好久，感谢指导。
另外，所有出现_MKL95后缀形如“CALL *ABCD_MKL95”的调用全部改为 “CALL ABCD”时，这里*=G或Z，还有D等，所有情况都要修改。



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