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标题: 用ABCluster生成特定点群的原子团簇 [打印本页]

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Author: coolrainbow 时间: 2020-6-10 12:28
标题: 用ABCluster生成特定点群的原子团簇
本帖最后由 coolrainbow 于 2020-6-11 11:58 编辑

ABCluster是一个十分高效易用的化学团簇全局优化软件。自2015年发布以来，已经再催化、反应、大气、金属等领域取得广泛应用，被多个高水平工作使用（如PNAS 2019, 116, 24966; JACS 2018, 140, 11020; Nanoscale 2020, 20, 5125）。2020年6月，ABCluster推出了2.1版。这个版本有很多重大更新，将分几个帖子介绍。

ABCluster最新版本的下载：http://www.zhjun-sci.com/software-abcluster-download.php
ABCluster的已发表应用：http://www.zhjun-sci.com/software-abcluster-stories.php
ABCluster的Gallery：http://www.zhjun-sci.com/software-abcluster-gallery.php

本文将介绍ABCluster 2.1的一个重要功能：生成具有特定点群的原子团簇。

ABCluster有一个模块叫做isomer，可以用于原子团簇的结构搜索。在之前的版本中，可以用isomer研究任意形状的团簇。从2.1版本开始，isomer可以指定只搜索特定点群对称性的团簇。这是一个非常好用的特性，将大大方便研究者的团簇研究。

ABCluster的优势：
（1）不限原子个数和种类；
（2）操作极其简单，只要isomer，不需要任何其它程序就可以生成结构。
（3）速度极快，不到1分钟就可以生成大量结构
（4）当然也可以链接xTB，Gaussian，ORCA等任意程序进行优化。
（5）几乎支持所有点群：Cs, Ci, Cn, Cv, Cnh, Cnd, Dnh, Dnd, S2n, T, Th, Td, O, Oh都可以，n可以是任意整数（也就是说，你可以产生C7v，D13h这种诡异的点群）（遗憾的是，由于某些数学推导尚未完成，I和Ih的点群尚不能完美生成，希望能在以后的版本实现。如果有人知道相关的算法的话，欢迎告知，我感激不尽!）

下面我来演示一下如何产生结构。

例1： Au20

考虑Au20，假设我要知道他的D3h点群是什么样的，那么只需要下面一个文件：au20.inp：
=========
au20          # Result file name
Au 20       # Symbols
C5h 2 2 2    # Structure types
10          # Maximal number of calculations
>>>>
cp $inp$ $out$ #如果你是Windows系统，换成: copy $inp$ $out$
>>>>

=========

第一行表示，将生成的结果存储在名字为au20-LM的文件夹里，第二行表示Au有20个。第三行就是点群：C5h. 后面的2 2 2 表示某种尺寸大小，可以多次尝试看看哪些参数比较合理。如果不知道的话，就选择2 2 2. 第四行表示生成10个结构。两个>>>>中间是命令，表示直接生成结构不用其它程序优化。你可以通过修改这里，是isomer调用xTB或者Gaussian或者其他软件来优化。可以参考ABClsuter手册。熟悉ABCluster的读者都知道，这个输入文件与之前版本的没有任何差别，只要把cube .. 之类换成C5h之类就可以。

现在开始生成结构，执行：isomer au20.inp >  au20.out
几乎瞬间就生成了10个结构。

打开au20.out，你可以看到这些内容：
(, 下载次数 Times of downloads: 74)
这就是点群生成的算法。其中“Delete the ugly one”是把一些丑陋的结构删除。相关算法以后有一会会开贴讲一下。

打开au20-LM，可以看到一大堆的xyz和gjf文件。可以用GaussView测试一下，没错就是C5h。
(, 下载次数 Times of downloads: 78)
实际上，au20-LM里面所有的结构都是C5h对称性的。

如果你用下面的输入文件：
=========
au20          # Result file name
Au 20       # Symbols
Td 2 2 2    # Structure types
50          # Maximal number of calculations
>>>>
cp $inp$ $xxx$.xyz
xtb $xxx$.xyz --gfn 1 -o > $xxx$.out 2>/dev/null
energy=`awk 'NR==2{print $2}' xtbopt.xyz` ; sed -i "2c ${energy}" xtbopt.xyz
mv xtbopt.xyz $out$
rm $xxx$.xyz $xxx$.out charges wbo xtbopt.log xtbrestart

>>>>

=========
就可以研究Td对称性的Au20，并且每个结构用xTB优化。在我的机器上，第38个结构，就是著名的“金字塔”Au20.整个过程不超过20分钟。

(, 下载次数 Times of downloads: 97)

例2： B12N12

假设我们想看看B12N12的D6h的结构，那么只要：
=========
b12n12       # Result file name
B 12 N 12       # Symbols
D6h 2 2 2    # Structure types
10          # Maximal number of calculations
>>>>
cp $inp$ $out$ #如果你是Windows系统，换成: copy $inp$ $out$
>>>>

=========
这样将生成10个D6h的结构。不过似乎都不怎么好看。（可以试试）

事实上，BN的团簇似乎更倾向于平面结构。ABCluster有专门的关键字可以只生成平面的点群，只要在相关的点群关键字后面加上“plane”即可。
=========
b12n12       # Result file name
B 12 N 12       # Symbols
D6h 2 2 2 plane    # Structure types
10          # Maximal number of calculations
>>>>
cp $inp$ $out$ #如果你是Windows系统，换成: copy $inp$ $out$
>>>>

=========

这样就会生成10个平面的D6h结构。例如：
(, 下载次数 Times of downloads: 83)
只要将isomer与xTB或者Gaussian连起来（参见Manual）,就可以生成更加合理的结构，并且可以按照能量排序。

你可以把上述文件中的“C5h”“Td”“D6h”换成任意的点群，如Cs, S8, Oh, C7h, D9d, .... 当然，有些结构肯定会非常不合理，需要用化学知识将其排除掉。

这些例子表明，使用ABCluster可以以黑箱的方式生成几乎任意点群的团簇，还可以指定生成平面的结构。希望这个程序能够帮助到相关的化学工作者。

作者
Author: jiayuhan 时间: 2020-6-11 08:21
您好，感谢您分享优秀的结构搜索程序，我在windows系统下，ABCluster 与 Gaussian的联用出现了问题。运行命令后会显示”..“既不是不是内部或外部命令，也不是可运行的程序
或批处理文件。请问该如何修复呢？谢谢
输入文件是软件包中的test 文件
截图为环境变量配置情况

作者
Author: coolrainbow 时间: 2020-6-11 10:29
../../xyz2gaussian optfile $inp$ > $xxx$.gjf
g09 < $xxx$.gjf > $xxx$.log 2>/dev/null
../../gaussian2xyz $xxx$.log > $out$

这是linux下的命令格式。你需要把他改成windows下的格式

..\..\xyz2gaussian optfile $inp$ > $xxx$.gjf
g09 $xxx$.gjf
..\..\gaussian2xyz $xxx$.log > $out$

作者
Author: ArchieMiao 时间: 2020-6-12 19:56
生成对称结构，给出矩阵表示+基元片段就可以了吧。 I和Ih的矩阵表示可以参见10.1016/0749-6036(87)90212-6

作者
Author: my_aman 时间: 2020-6-30 14:43
老师你好，我用你的ABCluster进行氧化物团簇搜索，在尺寸为30个原子时，cube设为3 3 3 会报错。cube设为5 5 5 可以进行下去。请问cube有推荐值吗？还是尽可能设大点好？谢谢

作者
Author: coolrainbow 时间: 2020-7-13 11:50

my_aman 发表于 2020-6-30 14:43
老师你好，我用你的ABCluster进行氧化物团簇搜索，在尺寸为30个原子时，cube设为3 3 3 会报错。cube设为5 5 ...

cube a b c

a*b*c 稍微大于原子个数比较好

作者
Author: dongdong 时间: 2020-8-5 14:59
老师您好，我在用ABCluster筛选分子团簇的时候，发现结果是两个分子距离特别远，然后有的团簇出现这种情况，我是通过改变搜索步数和体系大小解决的，但是有些团簇改了搜索步数和体系大小，结果还是分子距离较远，想问下，出现结果分子距离较远的可能原因和解决办法。

作者
Author: ggdh 时间: 2020-8-7 23:41
既然都有根据对称性产生cluster的功能了
那要不要考虑把wade‘s rule 集成进去啊

https://en.wikipedia.org/wiki/Po ... lectron_pair_theory

作者
Author: coolrainbow 时间: 2020-8-8 23:30

dongdong 发表于 2020-8-5 14:59
老师您好，我在用ABCluster筛选分子团簇的时候，发现结果是两个分子距离特别远，然后有的团簇出现这种情况 ...

如果你是用的xTB搜索的话，出现某些离得远的体系是正常的。这是xTB不精确的原因导致的。
一般大的团簇都要搜索1000步以上才能得到可靠的结果。

作者
Author: coolrainbow 时间: 2020-8-8 23:30

ggdh 发表于 2020-8-7 23:41
既然都有根据对称性产生cluster的功能了
那要不要考虑把wade‘s rule 集成进去啊
https://en.wikip ...

考虑一下试试

作者
Author: archer 时间: 2020-9-24 15:53
请问lego怎么下载，注册了还是提示 You must be verified to add products in cart

作者
Author: 风飞 时间: 2021-1-20 13:10
老师，您好，我想使用ABCluster搜索NIFe合金团簇结构，我按照教程说：使用abcinp.exe 生成输入文件，我的输入如下abcinp.exe NiFe 2 Gupta 10 100 100 4 30 8 Ni 2 Fe (./abcinp NiFe 2 Gupta 10 100 100 4 30 8 Ni 2 Fe) 结果都提示./abcinp: /lib64/libstdc++.so.6: version `GLIBCXX_3.4.21' not found (required by ./abcinp)
请问该怎样解决呢？

ABCluster安装在linux centos 7.8上，编译器是 inter

作者
Author: 高压锅焖鸡 时间: 2022-6-22 16:29
老师您好，我用geom模块fix了Au12团簇，但优化时似乎还是将其视作柔性而有所变形，假如我想让Au12在优化中完全不改变，我应该怎么做呢？

作者
Author: 红烧肉盖饭 时间: 2022-11-3 12:02
老师您好，我在尝试用isomer指令结合Gaussian寻找al3o4+团簇最优结构时总是报错，请问这是什么原因呢？
我的gaussian计算是在linux上面进行的。
以下列出了我输入指令后的报错以及inp文件。

作者
Author: 红烧肉盖饭 时间: 2022-11-3 16:57

my_aman 发表于 2020-6-30 14:43
老师你好，我用你的ABCluster进行氧化物团簇搜索，在尺寸为30个原子时，cube设为3 3 3 会报错。cube设为5 5 ...

您好，请问您是在linux下搜索的还是在windows下搜索的啊？我在ABCluster与Gaussian连用的时候，运行gaussian的指令如下：
D:/ABCluster/ABCluster-3.1-Windows/xyz2gaussian optfile $inp$ > $xxx$.gjf
E:/G09w/g09 $xxx$.gjf
D:/ABCluster/ABCluster-3.1-Windows/gaussian2xyz $xxx$.log > $out$
但是第二行，关于高斯g09的部分总是出错，out文件里都是没有能量的，不知道问题出在哪里。您看到了的话能麻烦回复一下嘛？谢谢！！！

作者
Author: LRJ6 时间: 2023-12-6 09:23

红烧肉盖饭发表于 2022-11-3 16:57
您好，请问您是在linux下搜索的还是在windows下搜索的啊？我在ABCluster与Gaussian连用的时候，运行gauss ...

您好，请问您问的关于没有生成能量的问题解决了吗，我现在在用g09尝试做，也出现了同样的问题，不知道该如何解决，可以请教一下吗

作者
Author: FDGDF 时间: 2024-9-28 15:31

coolrainbow 发表于 2020-6-11 10:29
../../xyz2gaussian optfile $inp$ > $xxx$.gjf
g09 < $xxx$.gjf > $xxx$.log 2>/dev/null
../../gaussia ...

还是不行哥，有别的方案吗

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