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[CP2K] 如何用CP2K计算水空气界面处的电场大小

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各位小哥哥,各位大佬们,请教一个问题呀~
是这样的,我的研究课题是关于水空气界面的分子动力学模拟,我花了两个月时间的摸索,才终于用256个水分子建立的水层用CP2K跑出来一个NVT的平衡构型,
像这篇文献中所展示的这样~
然后我希望计算这些水分子在界面处产生的电场大小~

在我所参考的文章的末尾提到了这样一段:“The electric field at the air–water interface E(z) has been obtained fully ab initio from the optimized electronic wave function and the positions of the nuclei, at a given time along the trajectory, using the standard routine implemented in the CP2K [url=](47, 48)[/url] package. E(z) has been calculated each 100 fs and then averaged over these sampled points.
但是并没有具体说这个E(z)是如何得到的~好像是很容易获得的东东?所以想请教下各位,能不能教教我这个电场是怎样计算得到的呀!万分感谢大家了!

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 楼主 Author| 发表于 Post on 2022-8-25 22:48:16 | 只看该作者 Only view this author
这里附上我所参考的这篇文章的全文~

acs.jpclett.7b01257.pdf

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发表于 Post on 2022-8-26 07:10:57 | 只看该作者 Only view this author
文章中给了公式了。对电势微分就是电场了

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发表于 Post on 2022-8-26 14:47:12 | 只看该作者 Only view this author
CP2K直接就能输出各个位置电场的格点数据:https://manual.cp2k.org/cp2k-202 ... NT/EFIELD_CUBE.html

Multiwfn创建CP2K输入文件的功能(http://sobereva.com/587)里选-3 Set exporting cube file也可以直接设置要求产生电场的cube文件

CP2K给的是三维空间中各个点的,可以再用Multiwfn获得不同z坐标的平面平均的值,参考
使用CP2K结合Multiwfn绘制密度差图、平面平均密度差曲线和电荷位移曲线
http://sobereva.com/638http://bbs.keinsci.com/thread-28225-1-1.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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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)
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 楼主 Author| 发表于 Post on 2022-8-26 18:47:11 | 只看该作者 Only view this author
sobereva 发表于 2022-8-26 14:47
CP2K直接就能输出各个位置电场的格点数据:https://manual.cp2k.org/cp2k-202 ... NT/EFIELD_CUBE.html

...

太感谢站长大大了!我先按您说的试试看!

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 楼主 Author| 发表于 Post on 2022-9-13 21:56:47 | 只看该作者 Only view this author
本帖最后由 gingaorb 于 2022-9-13 21:58 编辑
sobereva 发表于 2022-8-26 14:47
CP2K直接就能输出各个位置电场的格点数据:https://manual.cp2k.org/cp2k-202 ... NT/EFIELD_CUBE.html

...

我来回帖啦!之前在站长大大的指导下,我成功用Multiwfn绘制出了电场在z方向的平面平均值的图像,虽然花了半个月的时间(可能我比较笨吧……)可是我发现,关于CP2K输出的电场cube文件中,电场的单位并没有明确说明,我查了查CP2K的谷歌论坛,发现大家对这个问题有两个说法,一种认为单位是 eV/Angstrom,一种认为单位是 hartree/e/bohr,争论到最后也没个比较明确的结论(参考链接: https://groups.google.com/g/cp2k/c/DV057IWQwqo
我之前学习用CP2K如何外加静电场时,CP2K输入文件里电场用的单位是 eV/Angstrom,但让人比较奇怪的是,在cube文件中所有坐标、平移矢量单位都是bohr而不是埃(站长大大的帖子里http://sobereva.com/125也明确说明了),所以我拿不准,这里电场大小的单位是什么?
请问站长大大能为我解解惑嘛?万分感谢!

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发表于 Post on 2022-9-14 03:20:42 | 只看该作者 Only view this author
gingaorb 发表于 2022-9-13 21:56
我来回帖啦!之前在站长大大的指导下,我成功用Multiwfn绘制出了电场在z方向的平面平均值的图像,虽然花 ...

这种问题,拿个简单体系比如氟化氢,用CP2K和Gaussian(ORCA等亦可)都计算,看CP2K的值在什么单位时大致能对上Multiwfn基于Gaussian的fch文件(或ORCA的molden文件,等等)算的电场便知。Multiwfn载入波函数文件后在主功能3里输入坐标就能得到a.u.为单位的静电势,手动做有限差分求导数就能得到电场。
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 楼主 Author| 发表于 Post on 2022-9-26 17:57:30 | 只看该作者 Only view this author
sobereva 发表于 2022-9-14 03:20
这种问题,拿个简单体系比如氟化氢,用CP2K和Gaussian(ORCA等亦可)都计算,看CP2K的值在什么单位时大致 ...

我来回帖啦!之前关于CP2K输出的电场强度的单位问题解决了~确实是Hartree/bohr/e~参考站长大大的帖子http://bbs.keinsci.com/thread-189-1-1.html进行单位换算1a.u.电场=51.423 V/Angstrom


但是现在我又遇到了新的问题~为了得到界面电场的时间平均值,我总共运行了18 ps的MD模拟,然后做出来的图像是下面这样子~


对比之前上传的一帧的图像会发现,界面的位置飘了!整体的水slab的质心位置不固定!它在漂移!我真的是哭了……我上传了一个GIF动图可以明显的看出来!


所以我想请教一下站长大大,我要怎样把体系的质心给固定住呢?至少要在z方向上如何把体系质心固定住,避免界面的位置漂移,防止统计结果失去意义。具体的CP2K的参数设置我应该怎么做呢?

18 ps.PNG (26.66 KB, 下载次数 Times of downloads: 18)

18 ps.PNG

GIF 2022-9-26 17-01-35.gif (451.87 KB, 下载次数 Times of downloads: 18)

GIF 2022-9-26 17-01-35.gif

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发表于 Post on 2022-9-27 06:05:34 | 只看该作者 Only view this author
gingaorb 发表于 2022-9-26 17:57
我来回帖啦!之前关于CP2K输出的电场强度的单位问题解决了~确实是Hartree/bohr/e~参考站长大大的帖子[/ba ...

&MD里设COMVEL_TOL 0消除平动试试
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发表于 Post on 2023-3-17 20:27:56 | 只看该作者 Only view this author
您好,我想请问下,水溶液中,不需要外加电势,也有电场吗?

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发表于 Post on 2023-3-17 22:02:55 | 只看该作者 Only view this author
chen0201 发表于 2023-3-17 20:27
您好,我想请问下,水溶液中,不需要外加电势,也有电场吗?

体系里总是有电场,因为静电势并不是处处相同。和加不加外势没关系
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