Gaussian和orca软件进行全电子相对论计算单点能后，如何考虑波函数稳定性？

wangzh

老师们好，我将同一个体系，用Gaussian软件进行了GKS结合int=DKHSO考虑旋轨耦合算了单点能。以及用ORCA软件用sf-X2C/SARC-DKH-TZVP/X2C-TZVPALL进行了标量相对论计算。输入文件已经上传，有一些问题想请教老师！
1.后续需要键级，静电势以及自由能计算等，所以需要进行波函数稳定性测试，Gaussian软件中在GKS下好像无法使用stable或stable=opt关键词，实现的方式是guess=alter或permute尝试不同的占据方式，请问老师，在输入文件中具体应该怎么实现？
2.ORCA软件中如何实现波函数稳定性测试？是输入以下关键词吗？如果是的话，是不是输出文件显示波函数稳定的.gbw文件就可以用来进行后续键级，静电势等分析？

%scf
        STABPerform true
        STABRestartUHFifUnstable true
        STABMaxIter 500
        STABDTol 1e-5
        STABRTol 1e-5
end
3.Gaussian软件和ORCA软件的输入文件是否有什么问题？计算级别是否合理？
4.北京科音高级量子化学培训班（http://www.keinsci.com/KAQC）图片里int=DKHSO结合GKS是二分量全电子计算。这篇“使用Gaussian做镧系金属配合物的量子化学计算”文章中说，“此处DKHSO代表做DKH4标量相对论计算。x2c-TZVPall基组定义是从BSE上拷来的”。这里的DKH4和DKH2是怎么区分的？或者说我是不是可以认为int=DKHSO结合GKS就是DKH2计算，而int=DKHSO结合标准的KS-DFT就是DKH4计算？非常感谢老师们的指教！

sobereva

1 用标量相对论计算产生的波函数做波函数分析就够了。本来Multiwfn也不支持二分量波函数

2 是
通常是。但提示波函数稳定也未必就真的稳定，这只是必要非充分条件

4 光写int=DKHSO是DKH4标量哈密顿，同时做GKS时对应DKH4二分量哈密顿

wangzh

sobereva 发表于 2025-11-9 02:53
1 用标量相对论计算产生的波函数做波函数分析就够了。本来Multiwfn也不支持二分量波函数

2 是

感谢老师您的解答，您说提示波函数稳定也未必就真的稳定，这只是必要非充分条件，那我如何判定波函数是否真的稳定？如果不稳定我应该怎么让ORCA程序找到稳定的波函数？感谢老师指点！

zjxitcc

1. GKS计算目前难以进行键级、静电势、自由能等计算，如果非要这些信息，建议退一步采用普通KS-DFT结合标量相对论哈密顿做相应的计算和分析。

Gaussian目前不支持GKS波函数稳定性检验，不过免费、开源的PySCF程序支持，因此我们可以使用PySCF检测波函数稳定性。注意，没有必要在PySCF里重做一遍GKS计算，那样不仅费时费力，是否能收敛到目标SCF解 是一个不简单的问题。我们可以直接基于Gaussian计算结果，利用MOKIT把GKS波函数传给PySCF，PySCF会立即收敛，马上进入GKS波函数稳定性检验步骤，例子见
利用MOKIT从Gaussian向其他量化程序传轨道
内容比较长，与你问题相关的文字内容从“该功能还支持GHF...”开始。使用该功能建议在gjf文件里写上nosymm int=nobasistransform再做GKS计算。

2. 是这样写。但ORCA目前没有二分量或GKS方法。检验一下常规KS-DFT计算的波函数稳定性是可以的，标量相对论应该也可以检验。是的。

wangzh

zjxitcc 发表于 2025-11-10 13:06
1. GKS计算目前难以进行键级、静电势、自由能等计算，如果非要这些信息，建议退一步采用普通KS-DFT结合标量 ...

感谢老师的指点！