计算化学公社

标题: MnO团簇模型scf不收敛 [打印本页]

作者
Author: cxwudi 时间: 2023-2-11 09:44
标题: MnO团簇模型scf不收敛
做一个MnO晶体片层吸附小分子计算，选择团簇模型，几何优化时，发现scf总是不收敛。用的gaussian16程序，试过社长写的解决scf不收敛的博文里几乎所有的方法都不能收敛，scf迭代第一圈都过不去。#p查看scf迭代信息即使到128次迭代，delta变化值只能到小数点后两位。即使用xtb预优化，在gfn1的精度下，都会出现SCC不收敛的情况。目前已经在怀疑是不是体系完全错误，因为缺少晶体学的知识导致化学直觉巨差。渴望得到指点。附上最后一次得输入文件 (, 下载次数 Times of downloads: 34)

作者
Author: RAL 时间: 2023-2-11 09:52
只有一层MnO肯定说不过去，可以学习一下sob老师的计算方法
《使用量子化学程序基于簇模型计算金属表面吸附问题》http://sobereva.com/540

作者
Author: cxwudi 时间: 2023-2-11 09:55

RAL 发表于 2023-2-11 09:52
只有一层MnO肯定说不过去，可以学习一下sob老师的计算方法
《使用量子化学程序基于簇模型计算金属表面吸附 ...

团簇是MnO片层，是一层不符合实际吗？

作者
Author: RAL 时间: 2023-2-11 10:03

cxwudi 发表于 2023-2-11 09:55
团簇是MnO片层，是一层不符合实际吗？

就算是纳米片层，真实厚度也有好几层MnO了，或者说你有实验证据证明MnO是单层吗

作者
Author: cxwudi 时间: 2023-2-11 10:18

RAL 发表于 2023-2-11 10:03
就算是纳米片层，真实厚度也有好几层MnO了，或者说你有实验证据证明MnO是单层吗

我有些一厢情愿的认为和石墨烯纳米片层类似了，我找找文献看看。因为之前好像看到过一层的文献就选它来练手了，寻思原子数越少越好算。谢谢大佬

作者
Author: sobereva 时间: 2023-2-11 20:37

cxwudi 发表于 2023-2-11 10:18
我有些一厢情愿的认为和石墨烯纳米片层类似了，我找找文献看看。因为之前好像看到过一层的文献就选它来练 ...

“原子数越少越好算”没有这回事。模型严重不合理会造成电子结构极其诡异，你这个模型SCF容易收敛就怪了。就算好不容易让SCF收敛了结果也毫无意义，结果完全定性错误，而且到时候审稿人一看结构图直接就拒了。

你这个体系建议用CP2K当周期性算，比用簇模型折腾容易太多了

作者
Author: wzkchem5 时间: 2023-2-11 23:01

cxwudi 发表于 2023-2-11 03:18
我有些一厢情愿的认为和石墨烯纳米片层类似了，我找找文献看看。因为之前好像看到过一层的文献就选它来练 ...

原子数越少，每步SCF迭代越快，但SCF迭代步数未必降低，也可能增加。如果迭代步数的增加大于每步迭代变快的比例，那么计算可能反倒更慢。

作者
Author: cxwudi 时间: 2023-2-12 00:26

sobereva 发表于 2023-2-11 20:37
“原子数越少越好算”没有这回事。模型严重不合理会造成电子结构极其诡异，你这个模型SCF容易收敛就怪了 ...

原来是这样。谢谢社长

作者
Author: cxwudi 时间: 2023-2-12 00:29

wzkchem5 发表于 2023-2-11 23:01
原子数越少，每步SCF迭代越快，但SCF迭代步数未必降低，也可能增加。如果迭代步数的增加大于每步迭代变快 ...

学到了，感谢大大。

作者
Author: reid 时间: 2023-2-13 22:51
固体也建议用cp2k，速度还是比较快的。

作者
Author: 卡开发发 时间: 2023-2-14 05:54
本帖最后由卡开发发于 2023-2-14 05:56 编辑

cxwudi 发表于 2023-2-11 09:55
团簇是MnO片层，是一层不符合实际吗？

片层结构是有的，但是是个六角格子（如materials project上的mp-1238773）。另外MnO基本上Mn是有局域磁矩的，按不同的相可能有反铁磁也有铁磁的。取簇也不是不能做，得注意边缘处理。另外磁性系统xtb可靠性有限。

作者
Author: cxwudi 时间: 2023-2-14 16:32

卡开发发发表于 2023-2-14 05:54
片层结构是有的，但是是个六角格子（如materials project上的mp-1238773）。另外MnO基本上Mn是有局域磁矩 ...

大佬请问一下，如果是CP2K做周期性，边缘需要注意什么吗？有点cp2k小白，能找到的资料甚少（）

作者
Author: cxwudi 时间: 2023-2-14 16:33

reid 发表于 2023-2-13 22:51
固体也建议用cp2k，速度还是比较快的。

感谢大佬建议，这几天在试着使用cp2k

作者
Author: 卡开发发 时间: 2023-2-14 16:57

cxwudi 发表于 2023-2-14 16:32
大佬请问一下，如果是CP2K做周期性，边缘需要注意什么吗？有点cp2k小白，能找到的资料甚少（）

cp2k直接做周期边界计算就行了，边就不需要做处理了，如果你要Gaussian按团簇做边缘就得处理。当然也并不一定要cp2k，其他比较快且免费的程序如gpaw、openmx、siesta其实都可以作为选择，找一个容易入手且满足你需要的功能的程序即可。

作者
Author: cxwudi 时间: 2023-2-14 21:03

卡开发发发表于 2023-2-14 16:57
cp2k直接做周期边界计算就行了，边就不需要做处理了，如果你要Gaussian按团簇做边缘就得处理。当然也并不 ...

明白了，谢谢大佬指教。如果用簇模型来做，像这种磁性体系，边缘该做怎样的处理。满足什么条件才算成立（）

作者
Author: reid 时间: 2023-2-14 21:27
非要用团簇的话，建议你看一下sob老师的帖子：http://bbs.keinsci.com/thread-16532-1-1.html

作者
Author: 卡开发发 时间: 2023-2-15 04:29

cxwudi 发表于 2023-2-14 21:03
明白了，谢谢大佬指教。如果用簇模型来做，像这种磁性体系，边缘该做怎样的处理。满足什么条件才算成立（ ...

2楼引用的帖子已经提及，可以仔细看看。

作者
Author: cxwudi 时间: 2023-2-16 10:09

reid 发表于 2023-2-14 21:27
非要用团簇的话，建议你看一下sob老师的帖子：http://bbs.keinsci.com/thread-16532-1-1.html

谢谢提示。看完以后有个小疑问，这个模型的边缘处理是不是在边缘计划的问题上

作者
Author: cxwudi 时间: 2023-2-16 10:22

卡开发发发表于 2023-2-15 04:29
2楼引用的帖子已经提及，可以仔细看看。

收到，谢谢卡卡老师。这两天也试着用cp2k摸索了一下周期性计算。有以下几个问题想再向您请教一下：
1.是否需要先优化晶胞，找到所用精度下最好的晶体结构。如果需要，是不是直接优化原胞，优化好之后再扩胞好一些。我直接用MP给的原胞扩胞后直接用来计算，scf怎么折腾也不收敛（）
2.对于单层MnO的这个结构，还存在切表面的问题吗
3.对于吸附的小分子，需要单独先做优化吗
4.这样的FM材料，自选多重度的问题该怎么解决。我试着用RELAX_MULTIPLICITY自动猜测，scf也是处在爆炸状态（）

作者
Author: 卡开发发 时间: 2023-2-16 11:08

cxwudi 发表于 2023-2-16 10:22
收到，谢谢卡卡老师。这两天也试着用cp2k摸索了一下周期性计算。有以下几个问题想再向您请教一下：
1.是 ...

1、一般建议优化。
2、如果你说的就是六角晶胞那个单层的，厚度问题我个人认为没有显著问题。但是如果是其他结构，是否按照单层你应该要根据实际情况考虑。
3、不一定，因为吸附之后也可能变形，但习惯上还是会优化一下，这个结构和能量一般而言总还是用得到。
4、FM的情况你可以对原子局域磁矩做些猜测。

作者
Author: cxwudi 时间: 2023-2-16 11:18

reid 发表于 2023-2-14 21:27
非要用团簇的话，建议你看一下sob老师的帖子：http://bbs.keinsci.com/thread-16532-1-1.html

极化

作者
Author: reid 时间: 2023-2-16 21:32
加真空了吗

作者
Author: reid 时间: 2023-2-16 22:23
另外，最好不要用单个晶胞，平面的话尽量2*2*1或3*3*1

作者
Author: cxwudi 时间: 2023-2-21 10:48

reid 发表于 2023-2-16 22:23
另外，最好不要用单个晶胞，平面的话尽量2*2*1或3*3*1

有点不太明白，就是MP上下载下来的原胞也扩成2*2*1或3*3*1，当作原胞优化吗？

作者
Author: cxwudi 时间: 2023-2-21 10:52

卡开发发发表于 2023-2-16 11:08
1、一般建议优化。
2、如果你说的就是六角晶胞那个单层的，厚度问题我个人认为没有显著问题。但是如果是 ...

卡卡老师，我用MP下载下来的原胞MP-1238773（六角格子），就一个Mn一个O，然后用它做了晶胞优化。请问这个可以用么，用来作为扩成超胞用？我把优化之前的和优化之后的附上（）

作者
Author: cxwudi 时间: 2023-2-21 10:55
(, 下载次数 Times of downloads: 46) (, 下载次数 Times of downloads: 44)

作者
Author: cxwudi 时间: 2023-2-21 10:55

cxwudi 发表于 2023-2-21 10:55

第一个是优化后的，第二个是没优化的

作者
Author: 卡开发发 时间: 2023-2-21 11:57

cxwudi 发表于 2023-2-21 10:52
卡卡老师，我用MP下载下来的原胞MP-1238773（六角格子），就一个Mn一个O，然后用它做了晶胞优化。请问这 ...

可以用，初始磁矩要正确设置再优化下晶胞然后再扩胞就行。

作者
Author: cxwudi 时间: 2023-2-22 08:53

卡开发发发表于 2023-2-21 11:57
可以用，初始磁矩要正确设置再优化下晶胞然后再扩胞就行。

谢谢卡卡老师，已经算完超胞吸附小分子的OPT了。用对角化SCF不收敛，然后改为OT的DIIS收敛了。这个有影响吗？
得到的结果略显奇怪。是不是也要像某丝那样OPT完要做振动分析，消虚频？

作者
Author: gog 时间: 2023-2-22 09:20
电子结构解析，用vasp、castep、qe、siesta，任选一个就可以。
分子动力学，半导体和绝缘体，选择cp2k。导体还是选择vasp或者Qe中二选一更好。

作者
Author: cxwudi 时间: 2023-2-22 09:52

gog 发表于 2023-2-22 09:20
电子结构解析，用vasp、castep、qe、siesta，任选一个就可以。
分子动力学，半导体和绝缘体，选择cp2k。导 ...

感谢大佬提示，我也正在忧虑这件事。如果用VASP是不是要把文件给转成VASP用的形式。还是拿最后收敛的结构在用VASP算一次OPT然后分析？

作者
Author: 卡开发发 时间: 2023-2-22 09:54

cxwudi 发表于 2023-2-22 08:53
谢谢卡卡老师，已经算完超胞吸附小分子的OPT了。用对角化SCF不收敛，然后改为OT的DIIS收敛了。这个有影响 ...

1、还是得看体系是否有gap，没gap的情况OT慎用。
2、OT算法具体实施我了解有限。原则上说，就算同样都是有gap的体系，本身按道理不同的对角化不应该得到不同的结果，但实际有些程序会这样，具体原因我说不清。
3、我不知道你指的奇怪是哪方面的问题。
4、原则上振动分析是需要的，但是体系一旦比较大其实愿意做的人不那么多。

作者
Author: 卡开发发 时间: 2023-2-22 10:07

gog 发表于 2023-2-22 09:20
电子结构解析，用vasp、castep、qe、siesta，任选一个就可以。
分子动力学，半导体和绝缘体，选择cp2k。导 ...

个人观点，siesta的速度其实也很快，如果做电子输运可以配合transiesta做，算法相对还算稳定，可惜赝势基组也不太行，功能也偏少，我自己用的还算比较多但很少给人推荐。castep除了能在ms快速入手，迄今为止算法和功能上可圈可点的地方不太多了。

作者
Author: cxwudi 时间: 2023-2-22 10:33

卡开发发发表于 2023-2-22 09:54
1、还是得看体系是否有gap，没gap的情况OT慎用。
2、OT算法具体实施我了解有限。原则上说，就算同样都是 ...

谢谢卡卡老师不吝指教。又得问问了这
1.OT方法还收敛了，有可能也依然不合理吗？
2.GAP具体指的是什么（能带吗）？我有些小白
3.吸附结构优化完，吸附区域晶体GV判断不成键了，然后有O原子下沉超出盒子了。
楼下附上图

作者
Author: cxwudi 时间: 2023-2-22 10:33
(, 下载次数 Times of downloads: 46) (, 下载次数 Times of downloads: 40)

作者
Author: 卡开发发 时间: 2023-2-22 10:40

cxwudi 发表于 2023-2-22 10:33
谢谢卡卡老师不吝指教。又得问问了这
1.OT方法还收敛了，有可能也依然不合理吗？
2.GAP具体指的是什么 ...

1、具体情况我不好说，暂时判断不了，因为其他参数我也不知道，比如磁矩精度是否合理。
2、指的你价带顶和导带底的能隙。
3、O下陷的结构我暂时也判断不了原因，可能是模型不合理（比方这种单层就是稳定不了），也可能是计算参数的问题，等等。

作者
Author: cxwudi 时间: 2023-2-22 11:37

卡开发发发表于 2023-2-22 10:40
1、具体情况我不好说，暂时判断不了，因为其他参数我也不知道，比如磁矩精度是否合理。
2、指的你价带顶 ...

1.之前扫帖的时候，看您说过先猜一个磁矩，算的时候软件会自动调整到合适的磁矩。您说的意思是要算一个精确的磁矩出来么？我之前算的时候都是盲猜一个（）
2.OT算法开始迭代的时候会给一个energy_gap : 0.08000000。是这个吗。还是要单独算
3.我附上我的输入文件

作者
Author: cxwudi 时间: 2023-2-22 11:40
(, 下载次数 Times of downloads: 4)

作者
Author: 卡开发发 时间: 2023-2-22 11:53

cxwudi 发表于 2023-2-22 11:40

1、这个猜测不是盲猜，mp-1238773在MP网站上给的参考是铁磁性，且晶胞总磁矩是5，你可以按照这个猜，不一定要精确，但不能差太多。
2、OT可以简单看这个。
3、我随手DMol3测试了6x6x1（图方便没做晶胞优化），没出现O原子下陷的问题，结构几乎不变。

作者
Author: 卡开发发 时间: 2023-2-22 14:00

cxwudi 发表于 2023-2-22 10:33
谢谢卡卡老师不吝指教。又得问问了这
1.OT方法还收敛了，有可能也依然不合理吗？
2.GAP具体指的是什么 ...

我用DMol3随手算了一下6x6的，结构没啥显著变化。

作者
Author: cxwudi 时间: 2023-2-22 14:26

卡开发发发表于 2023-2-22 14:00
我用DMol3随手算了一下6x6的，结构没啥显著变化。

啊这，是我设置的参数有问题吗？或者这个用OT可能不合适

作者
Author: 卡开发发 时间: 2023-2-22 14:55

cxwudi 发表于 2023-2-22 14:26
啊这，是我设置的参数有问题吗？或者这个用OT可能不合适

我没算吸附的，你的截图是吸附的还是未吸附的结构？

作者
Author: cxwudi 时间: 2023-2-22 15:08

卡开发发发表于 2023-2-22 14:55
我没算吸附的，你的截图是吸附的还是未吸附的结构？

吸附的。我算未吸附的也基本没变化啊。吸附后就有个O下沉了。未吸附的对角化就可以收敛。

作者
Author: 卡开发发 时间: 2023-2-22 17:24

cxwudi 发表于 2023-2-22 15:08
吸附的。我算未吸附的也基本没变化啊。吸附后就有个O下沉了。未吸附的对角化就可以收敛。

也许初始结构放的太糟糕了，我稍微测试了一下=O吸附的可能性也许大一些。

作者
Author: cxwudi 时间: 2023-2-22 21:09
本帖最后由 cxwudi 于 2023-2-22 21:16 编辑

卡开发发发表于 2023-2-22 17:24
也许初始结构放的太糟糕了，我稍微测试了一下=O吸附的可能性也许大一些。

谢谢卡卡老师。

就是我那个输入文件有没有诡异的地方，FM的体系我直接把自选多重都设置成了所有单电子的加和。也没有smearing。磁矩根据MP给的4.605给Mn设置了5，别的元素都没有设置。就设置成这样原胞晶胞都能收敛就一直这样设置了，但是还是有些慌，自己到处看学了一点CP2K之前一直都是在用传统量化程序，现在还没看明白哪块设置才合理（）

作者
Author: 卡开发发 时间: 2023-2-23 10:24

cxwudi 发表于 2023-2-22 21:09
谢谢卡卡老师。
就是我那个输入文件有没有诡异的地方，FM的体系我直接把自选多重都设置成了所 ...

smearing是得开一下，不过如果按照标准对角化的方法只能遇到问题再说，别的乍一看没那么大问题。
你的吸附结构我这边测试下来是一些原子是会下去一点。
其实猜磁矩和传统量化程序的片段初猜没太大差异，只是每个片段就是每个原子而已。

作者
Author: cxwudi 时间: 2023-2-23 14:22

卡开发发发表于 2023-2-23 10:24
smearing是得开一下，不过如果按照标准对角化的方法只能遇到问题再说，别的乍一看没那么大问题。
你的吸 ...

原来是这样，谢谢卡卡老师。
我做了一件事，我把最后优化出来有O下沉的结构拿出来，把超胞换成没有做吸附几何优化之前的超胞结构（就是把O原子又重新恢复到优化之前的结构），然后又去跑吸附的OPT，结果直接一步就判敛了。这下有点懵了。。。（我用的CP2K8.1）

作者
Author: 卡开发发 时间: 2023-2-23 14:29

cxwudi 发表于 2023-2-23 14:22
原来是这样，谢谢卡卡老师。
我做了一件事，我把最后优化出来有O下沉的结构拿出来，把超胞换成没有做吸 ...

emmm，这个把我也整不会了，这个我说不上原因。
CP2K我用的比较少，看看有谁能帮忙测试下。

作者
Author: cxwudi 时间: 2023-2-23 14:59

卡开发发发表于 2023-2-23 14:29
emmm，这个把我也整不会了，这个我说不上原因。
CP2K我用的比较少，看看有谁能帮忙测试下。

行。谢谢老师这么长时间指导。我换最新版本的CP2K试试。
还有个小疑问，如果输入文件的设定没什么问题，各种也都考虑到了，最后优化出来确实会有下沉超出盒子。这样的结果算合理吗？还是要给盒子是不是需要扩大往下延申一下（这个有点想当然了，对盒子的定义理解还有些不透彻）

作者
Author: 卡开发发 时间: 2023-2-23 15:34

cxwudi 发表于 2023-2-23 14:59
行。谢谢老师这么长时间指导。我换最新版本的CP2K试试。
还有个小疑问，如果输入文件的设定没什么问题， ...

真空层取足够就可以了，下层没关系，因为z方向还是周期性的。

作者
Author: cxwudi 时间: 2023-3-10 09:48

卡开发发发表于 2023-2-23 15:34
真空层取足够就可以了，下层没关系，因为z方向还是周期性的。

卡卡老师，问一个关于收敛限测试的问题。
1.如果我要测试K点还有截止能，要是先测试K点是不是要先经验性的取一个截止能，固定截止能，测试K点。
K点测试好了，然后取那个K点又反过来测试截止能？
2.磁矩的测试在原胞就可以测吗？

作者
Author: 卡开发发 时间: 2023-3-10 17:01

cxwudi 发表于 2023-3-10 09:48
卡卡老师，问一个关于收敛限测试的问题。
1.如果我要测试K点还有截止能，要是先测试K点是不是要先经验性 ...

1、对。
2、不一定，实验拿到的结构不一定能区分局域磁矩差异。

作者
Author: 科研好难 时间: 2023-3-14 18:07
您好，打扰了，我想请教一下您在Gaussian中加入Mno之类的固体团簇一般是用什么软件或者程序加入的？@cxwudi

作者
Author: cxwudi 时间: 2023-3-15 15:44

科研好难发表于 2023-3-14 18:07
您好，打扰了，我想请教一下您在Gaussian中加入Mno之类的固体团簇一般是用什么软件或者程序加入的？@cxwudi ...

不知道你说的是不是建模的问题，如果是的话，我一般都是在MP网站上下载晶胞（也就是.cif格式）文件。然后拖到GV里建模。

作者
Author: 科研好难 时间: 2023-3-15 17:56

cxwudi 发表于 2023-3-15 15:44
不知道你说的是不是建模的问题，如果是的话，我一般都是在MP网站上下载晶胞（也就是.cif格式）文件。然后 ...

是建模，谢谢解答，我去试一下

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