CP2K原胞+K点计算的带隙与超胞+Gamma点获得的homo-lumo gap是否具有可比性

RTChou

如题，我计算了LiFePO4在反铁磁耦合下电子构型下的两种级别，原胞+K点得到了7.303373-6.907248=0.396125 eV的能带，而扩胞后+gamma点，alpha和beta的HOMO-LUMO Gap都是8.184-7.455=0.729eV左右，这两者具备可比性吗？我能用RI-杂化泛函+ADMM+K点获得的带隙去拟合DFT+U的K值吗？PBE.inp是K点计算，U0-Diag是Gamma点计算。 LiFePO4.zip (156.15 KB, 下载次数 Times of downloads: 4)

2025-12-6 15:42 上传 Uploaded

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Uus/pMeC6H4-/キ

请提供(1)SCF能正常收敛的完整输入输出文件（不要告诉我用的是OT算法），(2)从输出文件中判断SCF收敛到相同的所需电子状态的依据，以及(3)读取能带数据的具体位置。这样除了检查结果以外也能给其他苦苦挣扎于CP2K计算磁性体系收敛困难的人一些参考。

RTChou

Uus/pMeC6H4-/キ 发表于 2025-12-6 14:23
请提供(1)SCF能正常收敛的完整输入输出文件（不要告诉我用的是OT算法），(2)从输出文件中判断SCF收敛到相同 ...

（1）已经修改原帖内容。Gamma点采用OT收敛wfn作为初猜。
（2）我让cp2k输出Mulliken布居分析，根据Fe原子磁矩判断，大约3.75和-3.75交替。
（3）我并不知道具体是哪个k点，根据能带图显示，不像是高对称点。

Uus/pMeC6H4-/キ

RTChou 发表于 2025-12-6 15:43
（1）已经修改原帖内容。Gamma点采用OT收敛wfn作为初猜。
（2）我让cp2k输出Mulliken布居分析，根据Fe原 ...

横向比较之前先把是否启用UKS、ADDED_MOS添加的空轨道数量、EPS_DEFAULT和EPS_SCF的值、CUTOFF的值这几样设定全都统一了再说。注意当前体系的Fe是典型的带常用赝势做GPW计算时对截断能要求很高的元素（参考https://www.cp2k.org/faq:cutoff看基组文件可以判断），为保险起见应该再设高点。

Mulliken布居分析的结果并没有在PBE.inp做原胞带高k点的计算中输出，无法与U0-Diag.inp做超胞计算的结果比较。建议这种单点计算直接设PRINT_LEVEL为MEDIUM，可以自动输出Mulliken布居分析与Hirshfeld布居分析的结果（无论是否设了高k点都能用）。

建议在产生CP2K输入文件时在multiwfn里用14 Toggle printing orbital energies and occupancies after SCF选项要求输出轨道能级，这样产生的输出文件可以载入multiwfn并主功能100子功能7子选项4 Obtain LUCO and HOCO energies and show band gap based on the output file containing energy levels of every k-point查看带隙（无论是否设了高k点都能用）。

RTChou

Uus/pMeC6H4-/キ 发表于 2025-12-6 16:17
横向比较之前先把是否启用UKS、ADDED_MOS添加的空轨道数量、EPS_DEFAULT和EPS_SCF的值、CUTOFF的值这几样 ...

十分感谢您详细的回复，我会再试试看

yxdd98

Uus/pMeC6H4-/キ 发表于 2025-12-6 14:23
请提供(1)SCF能正常收敛的完整输入输出文件（不要告诉我用的是OT算法），(2)从输出文件中判断SCF收敛到相同 ...

请教一下，为什么第一条是不能用OT算法呀

Uus/pMeC6H4-/キ

yxdd98 发表于 2025-12-7 11:37
请教一下，为什么第一条是不能用OT算法呀

楼主的原胞带高k点计算只可能是用对角化算法算的，因为目前OT算法不支持k点或者smearing；而如果超胞仅考虑gamma点的计算是用OT算法算的，那无法与原胞带高k点的对角化算法的计算形成对比，因为改变的条件不唯一。

无带隙/窄带隙/强静态相关的体系本来就不适合用OT，这点已经在http://sobereva.com/665和http://sobereva.com/729解释了。

yxdd98

Uus/pMeC6H4-/キ 发表于 2025-12-7 12:15
楼主的原胞带高k点计算只可能是用对角化算法算的，因为目前OT算法不支持k点或者smearing；而如果超胞仅考 ...

谢谢，如果是需要k点或smearing的话确实不能用OT。我之前对一些过渡金属氧化物做计算，对角化+k点（甚至考虑smearing)基本都很难收敛，只能用OT算了（即使有些过渡金属氧化物呈现半金属特性）。