用CP2K做bcc铁表面吸附甲烷，优化过程中，铁胞明显变形了

牧生

参照教程中Pd晶面对苯的吸附，稍加改动，自己想做一下铁对有机小分子甲烷的吸附。

第一步：基于培训班中的Fe.cif, 使用gv建立了如下的模型，Y方向放了一个甲烷，XZ方向具有周期性。


模型的文件如下：
Fe.gjf (5.15 KB, 下载次数 Times of downloads: 3)

2023-11-8 16:07 上传 Uploaded

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第二步：使用Multiwfn生成CP2K的输入文件

-1      //任务类型
3       //优化
-9     // 其他设置
9      //给磁性的铁设初猜磁化
*Fe   //选择铁
3      //按照教程设为3
q      //返回
0     //返回
3     //加色散校正
2     //无脑就选DFT-D3(BJ)
6     //铁是导体，开启smearing
8     //设置k点
3,1,3   //XZ方向设大点，Y方向保持不变
9     //冻结
1-10,21-50   //冻结底部两层铁原子
-7   //设置周期性
XZ  //XZ方向
0    //得到输入文件Fe.inp

泛函用默认PBE，基组默认DZVP-MOLOPT-SR-GTH，手动把自旋多重度改为1 （教程中有提到，这个bcc铁，自旋多重度设置多少是不碍事的。那么，如果吸附一个已知自旋多重度为3的物质，那么应该把整体的自旋多重度设为多少呢？）


输入文件如下：
Fe.inp (9.17 KB, 下载次数 Times of downloads: 11)

2023-11-8 16:20 上传 Uploaded

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第三：跑了一夜以后来看，冻结的底部部分两层没有变化，但没有冻结的铁胞发生了非常明显的变形。按理说，应该只是轻微动一下啊。



轨迹如下：
Fe-pos-1.xyz (32.66 KB, 下载次数 Times of downloads: 1)

2023-11-8 16:21 上传 Uploaded

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请问我这样做，哪里出了问题？？

丁越

你建模时真空层朝着Y着实让人看的难受，习惯上都是Z方向是真空层，虽然对计算没啥影响。
另外你放甲烷的时候放的有点太远了，要不然得优化好多步。


刚才重新跑了一下你的输入文件，SCF都无法收敛，你确定你的输出文件中SCF都收敛了？

牧生

丁越 发表于 2023-11-8 19:27
你建模时真空层朝着Y着实让人看的难受，习惯上都是Z方向是真空层，虽然对计算没啥影响。
另外你放甲烷的时 ...

我这个体系，一夜并没有成功跑完，但我看结构有明显变化，就停掉了。
就是不收敛，但我又找不出问题所在。

我会认真考虑你的建议的。

丁越

牧生 发表于 2023-11-9 05:57
我这个体系，一夜并没有成功跑完，但我看结构有明显变化，就停掉了。
就是不收敛，但我又找不出问题所在。 ...

不收敛就没有计算的必要了，虽然cp2k挺神奇的，SCF能跑好几轮不收敛却仍然让你运行下去。
cp2k算这些体系是存在问题的（即便你看着这个体系挺简单的），之前论坛里也有人碰到过，SCF不管怎么折腾就是不收敛，但是你换成如QE等经典的平面波程序就很快收敛了，所以我一般碰到这种情况就直接换程序。。。

牧生

丁越 发表于 2023-11-9 09:30
不收敛就没有计算的必要了，虽然cp2k挺神奇的，SCF能跑好几轮不收敛却仍然让你运行下去。
cp2k算这些体 ...

重新试了下，在Z方向放了一个苯，优化过程中，不冻结的铁仍然明显变形，而且仍然SCF不收敛。








Fe.inp (13.35 KB, 下载次数 Times of downloads: 3)

2023-11-18 14:52 上传 Uploaded

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我准备试试看QE优化会不会变形

丁越

牧生 发表于 2023-11-18 14:54
重新试了下，在Z方向放了一个苯，优化过程中，不冻结的铁仍然明显变形，而且仍然SCF不收敛。

之前就说了如果SCF不收敛的话cp2k仍然会继续优化并输出坐标，所以如果SCF一直不收敛，继续拿得到的原子坐标说事也没有意义。
QE肯定不会出现这个问题，挺稳健的。

牧生

丁越 发表于 2023-11-19 08:51
之前就说了如果SCF不收敛的话cp2k仍然会继续优化并输出坐标，所以如果SCF一直不收敛，继续拿得到的原子坐 ...

谢谢解答，已经在QE的坑里扑腾了

乐平

泛函用默认PBE，基组默认DZVP-MOLOPT-SR-GTH，手动把自旋多重度改为1 （教程中有提到，这个bcc铁，自旋多重度设置多少是不碍事的。那么，如果吸附一个已知自旋多重度为3的物质，那么应该把整体的自旋多重度设为多少呢？）

盲猜是自旋多重度的问题。

QE, VASP 这类第一性原理软件是通过设置体系是否开启自旋极化（即电子是否自旋匹配 ↑ ↓ 或不自旋匹配 ↑ ↑ ）来优化电子结构。

对于表面体系，个人觉得不太可能是单重态。而如果设置自旋多重度，则必须考虑二重，三重，四重，五重…… 等等太多种情况了，不如像 QE，VASP那样直接自旋极化来得方便。

个人的粗浅理解，欢迎大家讨论。

牧生

乐平 发表于 2023-11-19 10:37
盲猜是自旋多重度的问题。

QE, VASP 这类第一性原理软件是通过设置体系是否开启自旋极化（即电子 ...

谢谢解答。我已经着手QE了。如果到后来还是弄不好，或者就会放弃这个了

pineacolada

牧生 发表于 2023-11-19 13:58
谢谢解答。我已经着手QE了。如果到后来还是弄不好，或者就会放弃这个了

请问您找到方法了吗，我也遇到了相似的问题，计算2×2×2的铁超胞都长期不能收敛

牧生

pineacolada 发表于 2024-12-25 16:50
请问您找到方法了吗，我也遇到了相似的问题，计算2×2×2的铁超胞都长期不能收敛

http://bbs.keinsci.com/thread-50193-1-1.html

目前来看，使用CP2K无法解决。我也没有深究了，反正这个课题也只是我想尝试一下罢了，不需要做出来什么具体的结果。

pineacolada

牧生 发表于 2024-12-25 18:02
http://bbs.keinsci.com/thread-50193-1-1.html

目前来看，使用CP2K无法解决。我也没有深究了，反正这 ...

好的好的，非常感谢您的解答