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使用QE计算ELF和DORI

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发布时间: 2021-2-5 17:42

正文摘要:

本帖最后由 欧拉角 于 2021-2-5 20:15 编辑 本文原创非首发,未经同意不得转载内容。 引言 原子、离子或分子间结合成分子或晶体,其结合形式与物质的结构和物理化学性质有密切的联系[1]。共价键是通过原子 ...

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Sancho 发表于 Post on 2023-10-16 21:24:40
请问这个红色圈到的地方可以认为是形成了金属键吗?我是用QE 计算得到的,Pu fcc 晶胞里放了一个Ga 原子,做vc-relax。深色的是Pu原子,浅色的是Ga原子。

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sigma-jlu 发表于 Post on 2023-5-15 15:27:11
sobereva 发表于 2021-8-6 08:01
密度和密度梯度都用a.u.代入,IRI也写a.u.即可
这个函数的初衷只是为了恰当的图形化展现,物理意义不是 ...

IRI的分母,如果通过底数上用一个参考长度归一化,无量纲分母的任意次方也是无量纲,物理意义也有了?
卡开发发 发表于 Post on 2021-8-6 10:25:48
本帖最后由 卡开发发 于 2021-8-6 10:32 编辑
sobereva 发表于 2021-8-6 08:01
密度和密度梯度都用a.u.代入,IRI也写a.u.即可
这个函数的初衷只是为了恰当的图形化展现,物理意义不是 ...

物理意义其次,量纲我认为是不应忽视的问题。比如对长度为Angstrom的单位如何转换呢?在原子单位下很多记作a.u.既可以是长度又可以是能量或其他,若不同程序使用的长度单位,显示后将出现不统一的情况(注:并不是所有图形显示程序都采用a.u.单位)。无量纲的RDG和DORI因为是无量纲的,在不同长度单位下不受影响,而Laplacian应当理解为能量密度相同的量纲,长度单位转换过程应该与密度处理相同才对;但是如果简单把Laplacian看成是密度的导数,则量纲看上去是长度^(-5),如果这样转换再用某些以Angstrom为单位的显示程序显示可能就会得到怪异的结果。

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sobereva 发表于 Post on 2021-8-6 08:01:16
卡开发发 发表于 2021-8-4 17:50
IRI的量纲太魔幻了,我想不出其物理意义,量纲这件事不说清楚的话,导致的结果就是在做单位换算的时候变 ...

密度和密度梯度都用a.u.代入,IRI也写a.u.即可
这个函数的初衷只是为了恰当的图形化展现,物理意义不是重点

卡开发发 发表于 Post on 2021-8-4 17:50:38
本帖最后由 卡开发发 于 2021-8-4 17:51 编辑
gog 发表于 2021-8-4 17:04
不同软件添加不同方法的代码实现的。比较的标准不一致。
从效果看,cp2k IRI更剩一筹。

IRI的量纲太魔幻了,我想不出其物理意义,量纲这件事不说清楚的话,导致的结果就是在做单位换算的时候变得异常麻烦。
gog 发表于 Post on 2021-8-4 17:04:01
sobereva 发表于 2021-2-5 17:53
DORI这个函数其实很不好。最近我提出了IRI,形式比DORI简单得多得多,实现超级容易(只要已经实现了RDG,只 ...

不同软件添加不同方法的代码实现的。比较的标准不一致。
从效果看,cp2k IRI更剩一筹。
欧拉角 发表于 Post on 2021-2-6 14:30:42
风飞 发表于 2021-2-6 11:42
老师,你好,请问怎样修改pp. x文件呢,或者怎样获得修改后的pp. x文件呢?

我们已经在gitlab上向QE提交了,现在也是邮件沟通中,我们后续还可能会加入一些其他的功能。QE的官方也应该也会花时间对代码和注释进行调整,您要是不是太着急可以等QE下个版本,我们还不确定是否能够更新到官方版本中。如果您需要的是ELF,原始的ELF未考虑自旋极化形式,虽然可能定性不会有太大差异。如果您需要的是DORI来展现非共价作用,如同我在前面提到的,RDG也是可以替代的。在这里我主要还是希望提供一种解决问题的思路,不过有问题我欢迎大家一块讨论。
风飞 发表于 Post on 2021-2-6 11:42:44
本帖最后由 风飞 于 2021-2-6 11:54 编辑

老师,你好,请问怎样修改pp. x文件呢,或者怎样获得修改后的pp. x文件呢?
卡开发发 发表于 Post on 2021-2-5 18:46:28
sobereva 发表于 2021-2-5 17:53
DORI这个函数其实很不好。最近我提出了IRI,形式比DORI简单得多得多,实现超级容易(只要已经实现了RDG,只 ...

话说回来,cp2k功能是挺多,貌似不是很友好,稳定性也不是很好,我记得我以前看到过(http://bbs.keinsci.com/thread-4391-1-1.html),迄今也不知道这些bug到底解决了没,相比之下QE毕竟测试的数据还比较多(https://molmod.ugent.be/deltacodesdft)。另外对于一些小的晶胞或者一些金属乃至于金属氧化物表面得考虑多k点的问题,局限性会比较大。所以有个QE的能用的方法我认为还是很有价值的。
欧拉角 发表于 Post on 2021-2-5 18:33:13
sobereva 发表于 2021-2-5 18:21
IRI的目的在于展现相互作用区域,孤对电子是ELF、LOL等描述电子定域性的函数的适合范畴

RDG和DORI或者IRI只要使用其中某种配合ELF或LOL其实就足以展现体系内相互作用情况了,如果还是不充分其实还可以补充别的分析方法,所以我认为也并不是非要用某一种方式去分析才行的。
sobereva 发表于 Post on 2021-2-5 18:21:18
欧拉角 发表于 2021-2-5 18:19
欢迎卢老师一块参与讨论。IRI可能确实会是个好方法,如果我们测试下来合适也会考虑加入程序。本文的目的 ...

IRI的目的在于展现相互作用区域,孤对电子是ELF、LOL等描述电子定域性的函数的适合范畴
欧拉角 发表于 Post on 2021-2-5 18:19:19
sobereva 发表于 2021-2-5 17:53
DORI这个函数其实很不好。最近我提出了IRI,形式比DORI简单得多得多,实现超级容易(只要已经实现了RDG,只 ...

欢迎卢老师一块参与讨论。IRI可能确实会是个好方法,如果我们测试下来合适也会考虑加入程序。本文的目的除了是提供这些分析方法,其实也是对数值实现方面简要做一些讨论,如您所述其实您的方法只需要对代码做很简单的修改就能够实现。其实无论是DORI、RDG,还是您提到的IRI都可能各自有其局限性,比如孤对电子方面无法体现等,最终还是要结合其他方法综合讨论,这不是很严重的问题。
sobereva 发表于 Post on 2021-2-5 17:53:54
DORI这个函数其实很不好。最近我提出了IRI,形式比DORI简单得多得多,实现超级容易(只要已经实现了RDG,只需要改一行代码就得到IRI),而且图像效果好得多,使得DORI已经没有使用价值了。见
Tian Lu,* Qinxue Chen, Interaction Region Indicator (IRI): A Very Simple Real Space Function Clearly Revealing Both Chemical Bonds and Weak Interactions
预印版:ChemRxiv (2021) DOI: 10.26434/chemrxiv.13591142
(文章已经投出去了)

对比可见DORI效果很差,噪音非常大,不同的键之间都没有干净区分,两个片段间的范德华作用区域形状很丑。而IRI非常优雅地展现出所有相互作用区域,非共价作用区域保持了原有RDG的特征,化学键区域被平滑的等值面漂亮地展现了出来。



顺带一提,目前最新的Multiwfn已可以对CP2K产生的.molden文件计算ELF、LOL、IRI、DORI、RDG等各种依赖于波函数的函数,支持非正交盒子

例如氧化石墨烯+水的IRI(近期我会写个帖子介绍计算细节)


ELF





后记:IRI方法的论文已正式发表于Chemistry-Methods期刊,并且专门写了个博文做了详细介绍,见:
使用IRI方法图形化考察化学体系中的化学键和弱相互作用
http://sobereva.com/598http://bbs.keinsci.com/thread-23457-1-1.html


卡开发发 发表于 Post on 2021-2-5 17:48:27
DORI的这个处理办法好,我之前没有展开直接做噪声还是比较大的。

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