计算化学公社

标题: 求助:掺杂前后材料能带和态密度计算 [打印本页]

作者
Author: 小强 时间: 2025-11-12 00:18
标题: 求助:掺杂前后材料能带和态密度计算
我打算用cp2k计算金属掺杂前后材料的能带和态密度(dos和pdos)变化，请问:
(1)考虑到掺杂需要扩胞，为了结果具有可比性，是不是都应该用超胞进行计算？也就是掺杂前能不能用单胞，掺杂后用超胞进行计算？
(2)通过超胞+gamma点的方式得到的能带和态密度，定性结果可靠吗？有什么方法可以提高这种方式的结果精度？
(3)杂化泛函计算上述性质能处理多大体系？(工作站配置:96线程+256G)
cp2k新手，请大家多多指教。☕☕☕

作者
Author: sobereva 时间: 2025-11-12 01:44
1 应当用相同尺寸晶胞，是否掺杂用的扩胞倍数应当相同
2 做法得当就可靠，没细节没法说。当然用的计算级别越好结果越准，只考虑gamma点计算时超胞倍数越大Multiwfn画出来的态密度图越准
3 做法得当的情况下，1000原子的晶胞在像样的双路服务器上用杂化泛函算得动。必须先具备杂化泛函计算常识避免胡算瞎算
CP2K做杂化泛函计算的关键要点和简单例子
http://sobereva.com/690（http://bbs.keinsci.com/thread-41087-1-1.html）

作者
Author: 小强 时间: 2025-11-12 09:54

sobereva 发表于 2025-11-12 01:44
1 应当用相同尺寸晶胞，是否掺杂用的扩胞倍数应当相同
2 做法得当就可靠，没细节没法说。当然用的计算级别 ...

http://sobereva.com/690博文学习过多遍，收获很大，感谢sob老师的无私奉献。再请问下：
(1)我计算的是无机半导体材料，用Multiwfn只考虑gamma点计算态密度，应该扩胞到多大尺寸合适？
(2)最新版本的cp2k，是不是仍不支持考虑k点计算pdos?
(3)计算超胞能带结构，是不是和单胞计算一样，通过设置高对称点和k点相结合的方式计算，还是只能考虑gamma点？

作者
Author: sobereva 时间: 2025-11-12 13:45
1 最起码最短边长20埃
2 不支持。以后Multiwfn将支持
3 看具体什么超胞。当超胞对应的晶胞足够大的时候，能带折叠会显著，倒易空间非常小，此时得到的能带图没什么意义，能级都近乎是平的。做反折叠后有一定价值，而CP2K不支持反折叠。之前多次看到论坛里有人对大晶胞算能带，都是瞎算

作者
Author: jumingdong 时间: 2025-11-14 16:45

sobereva 发表于 2025-11-12 13:45
1 最起码最短边长20埃
2 不支持。以后Multiwfn将支持
3 看具体什么超胞。当超胞对应的晶胞足够大的时候， ...

请问一下老师，我打算用cp2k进行金属掺杂半导体表面的分子吸附、过渡态计算。但是有几个问题不是很明白：
（1）对于表面slab模型的构建，我是需要先对初始晶胞进行扩胞后在掺杂，经过晶胞优化任务后，再进行表面模型的构建；还是可以直接对初始晶胞进行切表面、扩胞、掺杂（替换表面的原子为其他过渡金属），随后进行结构优化即可？
（2）对于优化后的晶胞，我可以在进行一次单点能的计算吗（为了得到molden文件和空轨道信息，便于绘制DOS图）？
（3）对于这个表面slab的大小，是否和您上面说的一样，最短边长最少为20埃？需要加入MAGNETIZATION和DFT+U模块吗？
（4）对于结构优化任务，因为收敛困难，所以开启了OT。随后基于结构优化的RESTART.wfn进行了单点能计算，关闭OT，此时需要加入k点进行计算吗？

作者
Author: sobereva 时间: 2025-11-15 05:15

jumingdong 发表于 2025-11-14 16:45
请问一下老师，我打算用cp2k进行金属掺杂半导体表面的分子吸附、过渡态计算。但是有几个问题不是很明白： ...

1 后者
2 可以
3 是
那叫选项不叫模块。+U的必要性取决于泛函、元素、算的问题。MAGNETIZATION取决于磁性状态。没前提的情况下说这个没意义
4 是否要考虑k点和是否用对角化完全是两码事，前者的设置完全由计算要求的精度决定

作者
Author: jumingdong 时间: 2025-11-16 12:44

sobereva 发表于 2025-11-15 05:15
1 后者
2 可以
3 是

感谢sob老师，学生还有一个问题：
基于结构优化的RESTART.wfn进行了单点能计算，由于关闭了OT，但是收敛仍然困难，这个时候应该怎么办，并且在收敛过程中Convergence值波动很大。结构优化的EPS_SCF 5.0E-06，而单点任务的EPS_SCF 1.0E-06。是否将二者设置为一致即可，还是说进行单点任务时必须要设置更高的收敛阈值。

作者
Author: sobereva 时间: 2025-11-16 18:22

jumingdong 发表于 2025-11-16 12:44
感谢sob老师，学生还有一个问题：
基于结构优化的RESTART.wfn进行了单点能计算，由于关闭了OT，但是收敛 ...

该说的都说了，没有可补充的
CP2K中遇到SCF难收敛时的解决方法
http://sobereva.com/665（http://bbs.keinsci.com/thread-37196-1-1.html）

优化用的EPS_SCF没理由比单点更宽松

欢迎光临计算化学公社 (http://bbs.keinsci.com/)