优化金属Mg块体和表面结构奇怪，怎样解决

h840473807 · 发表于 Post on 2022-11-29 20:32:11

想要用CP2K计算金属Mg对一个有机物的吸附能，但在优化金属镁晶胞时就出现了问题。构建了晶胞大小为16.0*16.7*22.8的板块模型，含有4层共120个原子，固定最底层优化，初始结构用MS构建，如图1所示，但优化后除了固定的那层，上面三层都显著偏离原来的位置，显得十分散乱，正常的表面弛豫不应该这么散乱才对？优化后结构如图2所示。此外我还优化了含有198个Mg原子的块体金属镁，优化后原子也十分散乱，显得很不正常，初始结构和优化后结构见图3，4，请大家帮我看一下是什么原因，是否是我计算精度太低还是哪里设置不合理。
CP2K的输入文件用Multiwfn构建，PBE泛函+D3(BJ)，基组DZVP-MOLOPT-SR-GTH，对角化方法计算SCF，使用SMEAR，输入文件已上传。

sobereva · 发表于 Post on 2022-11-30 10:18:06

考虑k点。当前大小晶胞，对于金属只考虑gamma点根本不够

h840473807 · 发表于 Post on 2022-11-30 15:21:05

本帖最后由 h840473807 于 2022-11-30 15:22 编辑

好的，谢谢老师，做了几个测试。
1、用该等级（Gamma）对Mg同周期或同族的Be, Ca, Na, Al晶胞测试，发现都很正常，优化后结构见图1

2、用相同基组泛函，分别用MONKHORST-PACK 2 2 2和MONKHORST-PACK 3 3 3优化，结构仍然散乱，优化100步后结构如图2。

我再提升基组试一试？

h840473807 · 发表于 Post on 2022-11-30 20:07:39

测试了一下mDZVP, TZVP和6-31G*的结果，将CUTOFF提高到800，体相模型设置K点为2，2，2 表面模型设置K点为2，2，1，结果如图所示，对于6-31G*，体相和表面模型都能很快优化收敛，结构也合理，TZVP的体相模型能收敛，表面模型出现原子散乱。mDZVP体相与表面模型都出现原子散乱。

h840473807 · 发表于 Post on 2023-3-28 15:57:08

解决了，应该增大CUTOFF。对于金属镁，原来的CUTOFF=800不够，增加到CUTOFF=2000（CUTOFF=1300仍不够）；REL_CUTOFF=80后，m-DZVP也能正常优化Mg表面结构了。

七尺贱 · 发表于 Post on 2023-3-28 17:28:14

h840473807 发表于 2023-3-28 15:57
解决了，应该增大CUTOFF。对于金属镁，原来的CUTOFF=800不够，增加到CUTOFF=2000（CUTOFF=1300仍不够）；RE ...

这个问题居然过了三个月才解决，是个大麻烦

h840473807 · 发表于 Post on 2023-3-28 18:18:24

七尺贱发表于 2023-3-28 17:28
这个问题居然过了三个月才解决，是个大麻烦

因为当时用6-31G*基组了，绕开了这一问题，最近又捡起来才发现是CUTOFF的问题

h840473807 · 发表于 Post on 2023-3-28 20:20:57

感谢sob老师的CP2K培训班，让我终于解决了这个问题

lisasever · 发表于 Post on 2025-12-18 20:08:38

我今天优化金属Mg时也出现和楼主一样的问题，想问问楼主这个cutoff=2000和REL_cutoff=80是怎么确定的，这个取值确实太大了

ultramanm87 · 发表于 Post on 2025-12-19 12:27:54

lisasever 发表于 2025-12-18 20:08
我今天优化金属Mg时也出现和楼主一样的问题，想问问楼主这个cutoff=2000和REL_cutoff=80是怎么确定的，这个 ...

根据官网上的一个建议“This is for the impatient CP2K user: As a rule of thumb one can multiply the largest exponent of the Gaussian basis sets employed by 40 to obtain a reasonable guess for the cutoff value in Rydberg. The first column of the CP2K basis set format contains the Gaussian exponents, e.g. for the oxygen DZVP-MOLOPT-SR-GTH basis set you may find a value of about 10.4 and the corresponding hydrogen DZVP-MOLOPT-SR-GTH basis set employs a largest exponent of about 10.0. Thus a cutoff value of 10*40 = 400 Rydberg would be a reasonable guess for a cutoff value to start with. ”https://www.cp2k.org/faq:cutoff。Mg DZVP-MOLOPT-SR-GTH DZVP-MOLOPT-SR-GTH-q10的相应数字是30.653047963189，因此至少1200+。进一步的就是自己做截断能测试，相关步骤论坛里一搜就有

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