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[ORCA] ESD模块计算ISC速率 手册算例计算出错求指教

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我在重复ORCA5.0.2手册关于ISC速率计算的内容(8.15.4.2节)计算过程:首先需要计算获得anthracene分子的S1态和T1态的.hess文件
我的输入文件如下:
S1:
!B3LYP DEF2-TZVP(-F)  Opt freq
%tddft
nroots 5
IROOT 1
end
* xyzfile 0 1 anthracene.xyz

T1:
! B3LYP DEF2-TZVP(-F)  Opt freq
%TDDFT NROOTS 5
IROOTMULT TRIPLET
END
* xyzfile 0 1 anthracene.xyz

计算完成后将两个.hess文件及T1计算生成的.xyz用在下一步计算中
然后按照手册的example计算ISC速率,输入文件如下:
!B3LYP DEF2-TZVP(-F) TIGHTSCF ESD(ISC)
%TDDFT
NROOTS 5
SROOT 1
TROOT 1
TROOTSSL 0
DOSOC TRUE
END
%ESD
ISCISHESS "ANT_S1.hess"
ISCFSHESS "ANT_T1.hess"
USEJ TRUE
DOHT TRUE
TEMP 77
DELE 11548
END
* XYZFILE 0 1 ANT_T1.xyz
$NEW_JOB
!B3LYP DEF2-TZVP(-F) TIGHTSCF ESD(ISC)
%TDDFT
NROOTS 5
SROOT 1
TROOT 1
TROOTSSL -1
DOSOC TRUE
END
%ESD
ISCISHESS "ANT_S1.hess"
ISCFSHESS "ANT_T1.hess"
USEJ TRUE
DOHT TRUE
TEMP 77
DELE 11548
END
* XYZFILE 0 1 ANT_T1.xyz
...(这三个点是手册中就有的,我计算时没有写进去,是否是我漏掉了什么输入参数)
计算时报错如下:
------------------------------------------------------------------------------
                           ORCA EXCITED STATE DYNAMICS
------------------------------------------------------------------------------

Requested calculation:                          ...ISC
Coordinate system:                              ...Deloc. Internal (BAKER)
Lineshape function:                             ...Gaussian
Excited state PES:                              ...adiabatic hessian
Apply Duschinky rotation:                       ...yes
Use operator derivatives:                       ...yes
Convert derivatives between states:             ...no
Use same frequencies:                           ...no
Multiroot calculation:                          ...no
Single mode calculation:                        ...no
Selected mode calculation:                      ...no

Initial state hessian:                          ANT_S1.hess
Reading initial state hessian:                  ...done
Final state hessian:                            ANT_T1.hess
Reading final state hessian:                    ...done
[file orca_tools/qcmat1.cpp, line 103]: Stored DataType 808463920 does not match expected 8 in OrcaObject_ReadHeader!


ORCA finished by error termination in ORCA_ESD
Calling Command: /public/home/bin/ORCA/orca_5_0_2_linux_x86-64_shared_openmpi411/orca_esd way.esdinp.tmp  way /public/home/anthracene/way2
[file orca_tools/qcmsg.cpp, line 465]:
  .... aborting the run


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发表于 Post on 2022-2-10 01:37:22 | 只看该作者 Only view this author
ORCA 5.0.2计算ISC有bug,参见https://orcaforum.kofo.mpg.de/viewtopic.php?f=54&t=8493
解决方法是退回到ORCA 5.0.1,或者等ORCA 5.0.3出来(可能还有一两周就出来了)

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发表于 Post on 2022-2-10 11:28:48 | 只看该作者 Only view this author
同前段时间发现了这个问题,没顾上提,幸好今天看到这个贴子

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 楼主 Author| 发表于 Post on 2022-2-11 14:10:25 | 只看该作者 Only view this author
本帖最后由 是aweia 于 2022-2-11 20:56 编辑
wzkchem5 发表于 2022-2-10 01:37
ORCA 5.0.2计算ISC有bug,参见https://orcaforum.kofo.mpg.de/viewtopic.php?f=54&t=8493
解决方法是退回 ...

您好 按照您的建议我安装了5.0.1的版本,确实没有了原来的问题,不过后续计算跃迁偶极导数(Computing transition dipole derivatives )时报错,不知道问题出在哪里,我把输出的out文件上传,希望得到您的宝贵建议

out

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发表于 Post on 2022-2-11 15:23:41 | 只看该作者 Only view this author
是aweia 发表于 2022-2-11 07:10
您好 安装您的建议我安装了5.0.1的版本,确实没有了原来的问题,不过后续计算跃迁偶极导数(Computing tr ...

这是OpenMPI的问题(要么是没安装对,要么是硬件出了问题),不是ORCA的问题参见https://orcaforum.kofo.mpg.de/vi ... brics+device#p34847
建议仔细对照OpenMPI的安装步骤,检验安装过程是否有问题
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 楼主 Author| 发表于 Post on 2022-2-17 01:44:55 | 只看该作者 Only view this author
wzkchem5 发表于 2022-2-11 15:23
这是OpenMPI的问题(要么是没安装对,要么是硬件出了问题),不是ORCA的问题参见https://orcaforum.kofo. ...

您好 我最近仍然在计算ISC速率 感谢您的指导现在可以进行计算了 但仍有疑惑想向您请教 多次打扰 请您见谅
按照手册计算ISC的说明 按照是否考虑Herzberg-Teller effect分为两种方法
1 计算初末态间的SOCME和两个态各自的.hess文件和末态的结构,一起作为计算ISC速率的输入信息。
2 分别计算初末态的.hess文件以及末态的结构,并将其一起作为计算ISC速率的输入信息。

我自己按照手册说明算了一下,发现几个问题想请教您(手册计算ISC所用的分子是anthracene,结构如图)
  • 1  我计算的SOCME与手册的不一致:手册展示了方法一计算ISC那一步的输入文件如下:

ESD(ISC) NOITER
%ESD
ISCISHESSIAN "ANT_S1.hess"
ISCFSHESSIAN "ANT_T1.hess"
DELE 11548
SOCME 0.0, 2.33e-5  (原子单位,虚部转换为cm-1后应该为5.11)
END
* XYZFILE 0 1 ANT_T1.xyz
但我计算出的SOCME 无论实部还是虚部都是零,我的SOC计算输入主要部分如下
%tddft
nroots 5
dosoc true
tda false
printlevel 3
end

* xyzfile 0 1 opt.xyz
输出的矩阵为
     --------------------------------------------------------------------------------
                     CALCULATED SOCME BETWEEN TRIPLETS AND SINGLETS
     --------------------------------------------------------------------------------
          Root                          <T|HSO|S>  (Re, Im) cm-1
        T      S           MS= 0                  -1                    +1
     --------------------------------------------------------------------------------
        1      0    (   0.00 ,   -0.00)    (  -0.00 ,    0.00)    (  -0.00 ,   -0.00)
        1      1    (   0.00 ,   -0.00)    (   0.00 ,    0.00)    (   0.00 ,   -0.00)
        1      2    (   0.00 ,    0.04)    (  -0.00 ,    0.00)    (  -0.00 ,   -0.00)
        1      3    (   0.00 ,   -0.00)    (  -0.00 ,   -0.00)    (  -0.00 ,    0.00)
        1      4    (   0.00 ,    0.00)    (  -0.00 ,   -0.00)    (  -0.00 ,    0.00)
        1      5    (   0.00 ,    0.00)    (  -0.00 ,   -0.00)    (  -0.00 ,    0.00)

想跟您请教这样做有没有什么不合适的地方。
  • 2 按照方法二 我计算得到了S1和T1态的.hess文件以及T1态的结构,计算的方法如下:
    S1态:  T1态:                                       

    !B3LYP DEF2-TZVP(-F)  Opt freq %tddft
    nroots 5
    IROOT 1
    end

    ...
    !B3LYP DEF2-TZVP(-F)  Opt freq
    %TDDFT
    NROOTS 5
    IROOTMULT TRIPLET
    END
    ...
    但是用计算出来的.hess文件和结构,并按照手册给出的输入文件进行计算得出的结果和手册大不一样(手册结果是十的八次方,我的结果还不到1),且我从S1和T1的计算结果中得到的DELE参数为11478cm-1,手册里为11548cm-1(我是按照两个态的输出文件中的电子能Electronic energy做差值得到的,不知道是否正确),所以只能是我的S1和T1的计算有问题,但我找不到问题在哪里,想请您指教一下。
  • 3 按照方法二进行ISC的计算时,作业能最终结束并输出ORCA TERMINATED NORMALLY的信息并打印出isc速率(The calculated ISC rate constant is   2.162519e-01 s-1 with 0.00 from FC and 100.00 from HT),但在计算时,输出文件输出有报错信息且其始终保持在文件末尾的位置,如图,不知道这个会不会影响计算结果?


如上,问题有点多,多有打扰,真的非常抱歉。同时很期待您的指导,万分感谢。

202202170117002314..png (74.14 KB, 下载次数 Times of downloads: 18)

结构图

结构图

202202170126552882..png (30.2 KB, 下载次数 Times of downloads: 11)

方法二输出文件末尾

方法二输出文件末尾

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发表于 Post on 2022-2-17 01:58:18 | 只看该作者 Only view this author
是aweia 发表于 2022-2-16 18:44
您好 我最近仍然在计算ISC速率 感谢您的指导现在可以进行计算了 但仍有疑惑想向您请教 多次打扰 请您见谅 ...

这几个计算的完整输入文件(包括分子坐标)可否给一下?我看看能不能重复出这些问题。
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 楼主 Author| 发表于 Post on 2022-2-17 11:31:04 | 只看该作者 Only view this author
wzkchem5 发表于 2022-2-17 01:58
这几个计算的完整输入文件(包括分子坐标)可否给一下?我看看能不能重复出这些问题。

谢谢  我将所有的输入输出文件一起打包了 上传给您 非常感谢

soc.zip

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SOCME计算,其中第一步是结构优化的计算(opt文件夹内)

way2.zip

5.26 MB, 下载次数 Times of downloads: 95

用方法二计算ISC;包括初末态的计算以及随后的ISC计算

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 楼主 Author| 发表于 Post on 2022-2-17 17:09:18 | 只看该作者 Only view this author
wzkchem5 发表于 2022-2-17 01:58
这几个计算的完整输入文件(包括分子坐标)可否给一下?我看看能不能重复出这些问题。

您好 关于我的ISC速率结果和手册对不上的问题,我又看了一下手册,应该是我当时看的时候脑子糊涂理解错了,手册的ISC速率也包含了S1与T2态间的系间穿越,而我没算这部分,以及S1与T1态的第三个子态(TROOTSSL 1)之间的部分。所以这部分应该是我的问题,就不麻烦您了,我这就去补充这部分的计算,就请教您一下这个SOCME的计算的问题就行,给您带来的困扰真的非常抱歉。

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发表于 Post on 2022-2-17 18:35:54 | 只看该作者 Only view this author
是aweia 发表于 2022-2-17 04:31
谢谢  我将所有的输入输出文件一起打包了 上传给您 非常感谢

SOC计算不要和opt freq写在一起,不然你优化的既不是S1态结构也不是T1态结构,而是旋量态的结构。应该先做opt freq,再用一个单独的输入文件在优化好的结构下做SOC单点计算。
剩下的问题我晚些时候再看一下

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 楼主 Author| 发表于 Post on 2022-2-18 21:50:39 | 只看该作者 Only view this author
wzkchem5 发表于 2022-2-17 18:35
SOC计算不要和opt freq写在一起,不然你优化的既不是S1态结构也不是T1态结构,而是旋量态的结构。应该先 ...

非常感谢您的指导 ,我补充了S1与T2的ISC计算后得出的结果和手册接近了,非常感谢您。

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发表于 Post on 2022-8-10 11:03:03 | 只看该作者 Only view this author
是aweia 发表于 2022-2-18 21:50
非常感谢您的指导 ,我补充了S1与T2的ISC计算后得出的结果和手册接近了,非常感谢您。

不好意思,我想问一下关于S1与T2的ISC计算的hess 文件和 T1的hess 文件是同一个吗?如果不是如何求得?谢谢

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发表于 Post on 2022-8-10 14:51:05 | 只看该作者 Only view this author
waker 发表于 2022-8-10 04:03
不好意思,我想问一下关于S1与T2的ISC计算的hess 文件和 T1的hess 文件是同一个吗?如果不是如何求得?谢 ...

S1和T2的ISC只可能涉及S1的hess文件和T2的hess文件(严格的处理两者都需要,VG等近似方法只需要两者之一),不涉及T1的hess文件。需要单独用TDDFT计算S1和/或T2的频率
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发表于 Post on 2022-8-10 16:49:29 | 只看该作者 Only view this author
wzkchem5 发表于 2022-8-10 14:51
S1和T2的ISC只可能涉及S1的hess文件和T2的hess文件(严格的处理两者都需要,VG等近似方法只需要两者之一 ...

那老师用TDDFT计算T2的频率的关键词还是吗?
%TDDFT NROOTS 5
    IROOTMULT TRIPLET

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发表于 Post on 2022-8-10 17:35:23 | 只看该作者 Only view this author
waker 发表于 2022-8-10 09:49
那老师用TDDFT计算T2的频率的关键词还是吗?
%TDDFT NROOTS 5
    IROOTMULT TRIPLET

原则上有两种做法,一种是以S0为参考态算T2,一种是以T1为参考态算T2。
如果是前者的话,在你输入的基础上把IROOT设为2,同时注意自旋多重度是1而不是3。
如果是后者的话,自旋多重度要设为3,IROOTMULT TRIPLET要删掉(因为当基态是UKS时,TDDFT不能指定自旋多重度),IROOT设为多少需要根据具体体系确定,因为当以T1为参考态时,第一激发态未必是T2,也可能是五重态。但是这个计算方法有自旋污染,所以除非特殊情况(比如S0波函数不稳定)否则不要用
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