计算化学公社

标题: 如何用CP2K计算水空气界面处的电场大小 [打印本页]

作者
Author: gingaorb 时间: 2022-8-25 22:46
标题: 如何用CP2K计算水空气界面处的电场大小
各位小哥哥，各位大佬们，请教一个问题呀~
是这样的，我的研究课题是关于水空气界面的分子动力学模拟，我花了两个月时间的摸索，才终于用256个水分子建立的水层用CP2K跑出来一个NVT的平衡构型，
像这篇文献中所展示的这样~
然后我希望计算这些水分子在界面处产生的电场大小~

在我所参考的文章的末尾提到了这样一段：“The electric field at the air–water interface E(z) has been obtained fully ab initio from the optimized electronic wave function and the positions of the nuclei, at a given time along the trajectory, using the standard routine implemented in the CP2K [url=](47, 48)[/url] package. E(z) has been calculated each 100 fs and then averaged over these sampled points. ”
但是并没有具体说这个E(z)是如何得到的~好像是很容易获得的东东？所以想请教下各位，能不能教教我这个电场是怎样计算得到的呀！万分感谢大家了！

作者
Author: gingaorb 时间: 2022-8-25 22:48
这里附上我所参考的这篇文章的全文~

作者
Author: Jack 时间: 2022-8-26 07:10
文章中给了公式了。对电势微分就是电场了

作者
Author: sobereva 时间: 2022-8-26 14:47
CP2K直接就能输出各个位置电场的格点数据：https://manual.cp2k.org/cp2k-202 ... NT/EFIELD_CUBE.html

Multiwfn创建CP2K输入文件的功能（http://sobereva.com/587）里选-3 Set exporting cube file也可以直接设置要求产生电场的cube文件

CP2K给的是三维空间中各个点的，可以再用Multiwfn获得不同z坐标的平面平均的值，参考
使用CP2K结合Multiwfn绘制密度差图、平面平均密度差曲线和电荷位移曲线
http://sobereva.com/638（http://bbs.keinsci.com/thread-28225-1-1.html）

作者
Author: gingaorb 时间: 2022-8-26 18:47

sobereva 发表于 2022-8-26 14:47
CP2K直接就能输出各个位置电场的格点数据：https://manual.cp2k.org/cp2k-202 ... NT/EFIELD_CUBE.html

...

太感谢站长大大了！我先按您说的试试看！

作者
Author: gingaorb 时间: 2022-9-13 21:56
本帖最后由 gingaorb 于 2022-9-13 21:58 编辑

sobereva 发表于 2022-8-26 14:47
CP2K直接就能输出各个位置电场的格点数据：https://manual.cp2k.org/cp2k-202 ... NT/EFIELD_CUBE.html

...

我来回帖啦！之前在站长大大的指导下，我成功用Multiwfn绘制出了电场在z方向的平面平均值的图像，虽然花了半个月的时间（可能我比较笨吧……）可是我发现，关于CP2K输出的电场cube文件中，电场的单位并没有明确说明，我查了查CP2K的谷歌论坛，发现大家对这个问题有两个说法，一种认为单位是 eV/Angstrom，一种认为单位是 hartree/e/bohr，争论到最后也没个比较明确的结论（参考链接： https://groups.google.com/g/cp2k/c/DV057IWQwqo）
我之前学习用CP2K如何外加静电场时，CP2K输入文件里电场用的单位是 eV/Angstrom，但让人比较奇怪的是，在cube文件中所有坐标、平移矢量单位都是bohr而不是埃（站长大大的帖子里http://sobereva.com/125也明确说明了），所以我拿不准，这里电场大小的单位是什么？
请问站长大大能为我解解惑嘛？万分感谢！

作者
Author: sobereva 时间: 2022-9-14 03:20

gingaorb 发表于 2022-9-13 21:56
我来回帖啦！之前在站长大大的指导下，我成功用Multiwfn绘制出了电场在z方向的平面平均值的图像，虽然花 ...

这种问题，拿个简单体系比如氟化氢，用CP2K和Gaussian（ORCA等亦可）都计算，看CP2K的值在什么单位时大致能对上Multiwfn基于Gaussian的fch文件（或ORCA的molden文件，等等）算的电场便知。Multiwfn载入波函数文件后在主功能3里输入坐标就能得到a.u.为单位的静电势，手动做有限差分求导数就能得到电场。

作者
Author: gingaorb 时间: 2022-9-26 17:57

sobereva 发表于 2022-9-14 03:20
这种问题，拿个简单体系比如氟化氢，用CP2K和Gaussian（ORCA等亦可）都计算，看CP2K的值在什么单位时大致 ...

我来回帖啦！之前关于CP2K输出的电场强度的单位问题解决了~确实是Hartree/bohr/e~参考站长大大的帖子http://bbs.keinsci.com/thread-189-1-1.html进行单位换算1a.u.电场=51.423 V/Angstrom

但是现在我又遇到了新的问题~为了得到界面电场的时间平均值，我总共运行了18 ps的MD模拟，然后做出来的图像是下面这样子~

对比之前上传的一帧的图像会发现，界面的位置飘了！整体的水slab的质心位置不固定！它在漂移！我真的是哭了……我上传了一个GIF动图可以明显的看出来！

所以我想请教一下站长大大，我要怎样把体系的质心给固定住呢？至少要在z方向上如何把体系质心固定住，避免界面的位置漂移，防止统计结果失去意义。具体的CP2K的参数设置我应该怎么做呢？

作者
Author: sobereva 时间: 2022-9-27 06:05

gingaorb 发表于 2022-9-26 17:57
我来回帖啦！之前关于CP2K输出的电场强度的单位问题解决了~确实是Hartree/bohr/e~参考站长大大的帖子[/ba ...

&MD里设COMVEL_TOL 0消除平动试试

作者
Author: chen0201 时间: 2023-3-17 20:27
您好，我想请问下，水溶液中，不需要外加电势，也有电场吗？

作者
Author: sobereva 时间: 2023-3-17 22:02

chen0201 发表于 2023-3-17 20:27
您好，我想请问下，水溶液中，不需要外加电势，也有电场吗？

体系里总是有电场，因为静电势并不是处处相同。和加不加外势没关系

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