关于对原子（共价）晶体在晶体态下用Gaussian算吸收光谱的建模问题问题

Ankh

大家好，我最近在研究用Gaussian算晶体类的相关数据，计算对象是InN；我有阅读sob老师的帖子“基于背景电荷计算分子在晶体环境中的吸收光谱”（基于背景电荷计算分子在晶体环境中的吸收光谱 - 量子化学 - 计算化学公社 (keinsci.com)），这个帖子写的是对于分子晶体在晶体态下的吸收光谱求算，我觉得这个思路应该可以拓展到原子（供价）晶体上边，但是对于构建中心团簇这一块我不知道该怎么实现，也不明白Sob老师提出的“对共价晶体，边缘一般用氢饱和。”，用Gview操作了很久去尝试截断原子之间的化学键补氢，但是总感觉怪怪的，想在此请问一下有没有正确的系统的做法。

wzkchem5

InN这种体系不是太适合用常规的团簇模型方法来做，因为它介于离子晶体和共价晶体之间。纯粹的离子晶体不用补氢，恰当考虑周围的点电荷就行了；纯粹的共价晶体补氢就行了，外围点电荷离氢很近的需要去掉或者把电荷加到临近的其他点电荷上。但是InN你补氢也不是，不补也不是。
这种情况个人比较建议用ORCA来算，ORCA对于这种情形允许对团簇周围那一圈用embedding potential描述，既相当于点电荷，又比点电荷的电荷分布更真实；同时又提供轨道可以与团簇里的原子成键，从而等效地起到类似补氢的作用。而且ORCA有很多高斯没有的高精度激发态方法，比如DLPNO-STEOM-CCSD，可以做到0.1eV左右的误差，一般TDDFT达不到这个水平

get-it

对晶体，直接用vasp,qe,castep不好么

sobereva

量化程序用簇模型算离子晶体，2L提到的用ORCA在目前来说是最好的处理方式（至少是之一）。
在ORCA user meeting 2020以及ORCA 5.0的发布会都有离子晶体计算相关介绍建议看看，官方论坛上可以下载相关视频和幻灯片

Ankh

wzkchem5 发表于 2021-7-24 04:22
InN这种体系不是太适合用常规的团簇模型方法来做，因为它介于离子晶体和共价晶体之间。纯粹的离子晶体不用 ...

谢谢！听说用MS和VASP也能去计算其吸收光谱，我会去尝试比较一下ORCA和这两软件的；另外想问一下对于共价性高的原子晶体（比如SiC这类），如果想用Gaussian和gview去研究晶态的吸收光谱，有没有好的实例可以供复现学习呢（我去谷歌学术上search过实在没找到实例）

Ankh

get-it 发表于 2021-7-24 04:33
对晶体，直接用vasp,qe,castep不好么

实验室有师兄用MS、VASP这些专门操作晶体的软件很熟练，但是最近师兄和我都想试试别的软件，看操作难度和计算精度会不会有更好的选择嘿嘿

Ankh

sobereva 发表于 2021-7-24 06:31
量化程序用簇模型算离子晶体，2L提到的用ORCA在目前来说是最好的处理方式（至少是之一）。
在ORCA user me ...

好，我会去看ORCA user meeting 2020以及ORCA 5.0的发布会的，谢谢sob老师

卡开发发

Ankh 发表于 2021-7-24 10:44
实验室有师兄用MS、VASP这些专门操作晶体的软件很熟练，但是最近师兄和我都想试试别的软件，看操作难度和 ...

我赞同3楼的说法，对固体使用周期性的计算比较合适，并应该使用合适的泛函做TDDFT或者直接上GW，具体得看体系尺寸。簇结构固然可用，但至少应该取足够大的簇以复现固体电子结构，至少fundemental gap等性质应该有一定复现性吧？如果真取到足够大的簇，一来一去效率可能未必能比周期性边界这样的处理方式好。另外在边缘处理上，仅仅考虑H饱和可能也未必充分，比如对于一些稍微极性一些的共价体系。选用何种程序应该根据自己体系来进行考虑，不同程序在处理不同体系可能都存在各自的优势。

Ankh

卡开发发 发表于 2021-7-24 11:36
我赞同3楼的说法，对固体使用周期性的计算比较合适，并应该使用合适的泛函做TDDFT或者直接上GW，具体得看 ...

是的，所以我趁着假期暂时有空在探索各种软件在处理实验室的这种Ⅲ-Ⅴ族材料的优劣，也算是在折腾之中学习学习吧hhh