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[CP2K] 求助:掺杂前后材料能带和态密度计算

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楼主
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。☕☕☕

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发表于 Post on 2025-11-12 01:44:03 | 只看该作者 Only view this author
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/690http://bbs.keinsci.com/thread-41087-1-1.html


北京科音自然科学研究中心http://www.keinsci.com)致力于计算化学的发展和传播,长期开办极高质量的各种计算化学类培训:初级量子化学培训班中级量子化学培训班高级量子化学培训班量子化学波函数分析与Multiwfn程序培训班分子动力学与GROMACS培训班CP2K第一性原理计算培训班,内容介绍以及往届资料购买请点击相应链接查看。这些培训是计算化学从零快速入门以及进一步全面系统性提升研究水平的高速路!培训各种常见问题见《北京科音办的培训班FAQ》
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思想家公社的门口Blog:http://sobereva.com(发布大量原创计算化学相关博文)
Multiwfn主页:http://sobereva.com/multiwfn(十分强大、极为流行的量子化学波函数分析程序)
Google Scholar:https://scholar.google.com/citations?user=tiKE0qkAAAAJ
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 楼主 Author| 发表于 Post on 2025-11-12 09:54:20 | 只看该作者 Only view this author
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?

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发表于 Post on 2025-11-12 13:45:07 | 只看该作者 Only view this author
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
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发表于 Post on 2025-11-14 16:45:38 | 只看该作者 Only view this author
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?

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发表于 Post on 2025-11-15 05:15:47 | 只看该作者 Only view this author
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
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发表于 Post on 2025-11-16 12:44:56 | 只看该作者 Only view this author
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。

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发表于 Post on 2025-11-16 18:22:01 | 只看该作者 Only view this author
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/665http://bbs.keinsci.com/thread-37196-1-1.html

优化用的EPS_SCF没理由比单点更宽松
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