这样通过cp2k计算表面结合能正确吗？

lemon1044

通过cp2k计算，葡萄糖分子吸附在基底上结合能
又因为不知道葡萄糖是如何吸附在基底上的
我想通过固定基底材料，通过几何优化得到总体系（葡萄糖吸附在基底上）的最低能量A

最后吸附结合能E=A-E(葡萄糖)-E(基底)
请问这个思路有问题吗（自己初学cp2k，不太清楚是不是应该这样计算结合能。如果有类似的案例能推荐一下，就感激不尽）
下面是我的输入文件

#Generated by Multiwfn (http://sobereva.com/multiwfn)
&GLOBAL
  PROJECT basis-glu-geo
  PRINT_LEVEL LOW
  RUN_TYPE GEO_OPT
&END GLOBAL

&FORCE_EVAL
  METHOD Quickstep
  &SUBSYS
    &CELL
      A    20.63360000     0.00000000     0.00000000
      B     0.00000000    22.42308000     0.00000000
      C     0.00000000     0.00000000    25.16297000
      PERIODIC XYZ #Direction(s) of applied PBC (geometry aspect)
    &END CELL
    &COORD
      Ti         10.53378000    0.01215000    3.73742000
      Ti         10.49260000    6.03917000    3.69370000
      Ti          5.25049000   -0.24599000    3.76264000
      Ti          5.19184000    6.05541000    3.72545000
      Ti         -0.09982000    3.06172000    3.78350000
      Ti          0.43065000    9.68942000    3.69653000
      Ti          5.19089000    2.97813000    3.70302000
      Ti          5.15434000    9.15675000    3.70781000
      Ti          2.59715000    4.49177000    3.75684000
      Ti          2.46949000   10.30866000    3.89692000
      Ti          7.82272000    4.48938000    3.66011000
      Ti          7.79170000   10.81198000    3.68392000
      Ti          2.59620000    1.40618000    3.74218000
      Ti          2.50542000    7.46446000    3.85689000
      Ti          7.74379000    1.39237000    3.67745000
      Ti          7.84505000    7.60120000    3.63781000
      Ti          1.80101000   12.11458000    1.10108000
      Ti          1.65298000    6.07006000    1.26501000
      Ti          7.01959000   12.17709000    1.04621000
      Ti          7.28946000    6.08979000    1.01426000
      Ti          1.70702000    2.99977000    1.19376000
      Ti          1.68912000    9.06357000    1.12568000
      Ti          7.08758000    3.04091000    1.08576000
      Ti          6.93318000    9.09511000    1.15006000
      Ti          4.67454000    4.48319000    1.03453000
      Ti          4.54679000   10.76515000    1.12515000
      Ti          9.88879000    4.79893000    0.82100000
      Ti          9.87149000   10.19143000    1.21885000
      Ti          4.21653000    1.41240000    1.07103000
      Ti          4.66007000    7.58132000    1.02650000
      Ti          9.61555000    1.85140000    1.18997000
      Ti          9.83011000    7.31393000    1.02789000
      Ti          0.56219000    1.35134000    6.24449000
      Ti          0.42995000    7.26139000    6.60454000
      Ti          5.96171000    1.45459000    6.28490000
      Ti          5.73503000    7.58627000    6.39420000
      Ti          0.53095000    4.72694000    6.21810000
      Ti          0.77287000   10.69977000    6.35388000
      Ti          5.70717000    4.47955000    6.42531000
      Ti          5.94602000   10.69281000    6.45379000
      Ti          3.26218000    6.09639000    6.44724000
      Ti          3.34021000   -0.11570000    6.51570000
      Ti          8.68865000    6.04511000    6.21696000
      Ti          8.64814000   -0.07028000    6.29363000
      Ti          3.09534000    3.00038000    6.40875000
      Ti          3.42674000    9.17960000    6.33499000
      Ti          8.74063000    3.00727000    6.17929000
      Ti          8.69362000    9.07747000    6.17189000
      C           0.85597000    1.58313000    2.54491000
      C           0.89655000    7.73755000    2.55394000
      C           5.87754000    1.40529000    2.59243000
      C           5.93434000    7.58134000    2.68304000
      C           0.93269000    4.45452000    2.49774000
      C           1.01352000   10.56600000    2.22031000
      C           5.94869000    4.53616000    2.67315000
      C           6.05249000   10.45004000    2.48586000
      C           3.31667000    6.05095000    2.64703000
      C           3.59259000    0.00909000    2.55469000
      C           8.61043000    6.01796000    2.63217000
      C           8.89024000    0.16924000    2.39711000
      C           3.33800000    2.99164000    2.62681000
      C           3.23174000    9.08365000    2.57775000
      C           8.43677000    2.84400000    2.55656000
      C           8.48083000    9.25182000    2.47733000
      C           1.81449000    0.05257000    5.07422000
      C           1.87251000    5.85708000    4.99399000
      C           6.91529000    0.08870000    5.04292000
      C           7.07195000    6.05106000    4.78299000
      C           1.80407000    2.96598000    4.78084000
      C           1.67186000    8.68207000    5.27675000
      C           7.04952000    2.98365000    4.78984000
      C           7.06680000    9.13575000    4.75049000
      C           4.44483000    4.51439000    4.76920000
      C           4.28671000   10.65713000    4.97033000
      C           9.46839000    4.58270000    4.92924000
      C           9.49761000   10.60360000    4.94638000
      C           4.45829000    1.42626000    4.78318000
      C           4.42516000    7.57449000    4.77168000
      C           9.38536000    1.34535000    4.96016000
      C           9.47648000    7.50053000    4.93869000
      O          -0.01243000   -0.02138000    0.22166000
      O           0.04038000    6.05578000    0.15754000
      O           5.02432000    0.00177000   -0.00173000
      O           5.08489000    6.03039000   -0.05689000
      O           0.07551000    3.00534000    0.10867000
      O           0.04495000    9.04497000    0.06146000
      O           5.21847000    2.82245000    0.17880000
      O           4.93817000    9.20231000   -0.03185000
      O           2.41601000    4.55598000    0.16149000
      O           2.44724000   10.53825000    0.03814000
      O           7.67187000    4.51649000   -0.01709000
      O           7.69757000   10.57067000    0.12531000
      O           2.55249000    1.57346000    0.06602000
      O           2.41505000    7.52089000    0.13534000
      O           7.92531000    1.57954000    0.19123000
      O           7.73373000    7.70851000    0.02812000
      O          10.34433000   -0.03068000    7.28154000
      O          10.31646000    6.04488000    7.31193000
      O           5.16230000   -0.04795000    7.20047000
      O           5.30087000    6.05678000    7.47023000
      O          10.35863000    3.02054000    7.28032000
      O          10.30099000    9.08918000    7.30946000
      O           5.16388000    2.85036000    7.35529000
      O           5.33611000    9.15089000    7.47066000
      O           2.72522000    4.55991000    7.49916000
      O           2.48293000   10.56726000    7.30225000
      O           7.98476000    4.51896000    7.27372000
      O           7.81639000   10.54191000    7.16680000
      O           2.66959000    1.43442000    7.47232000
      O           2.75493000    7.71952000    7.44270000
      O           8.02484000    1.54381000    7.30472000
      O           7.94902000    7.56817000    7.27634000
      H           5.66004000    1.62122000   10.42852000
      H           5.24664000    5.43919000   13.35446000
      H           6.66541000    5.28466000   15.10608000
      H           5.33627000    3.76544000   11.69796000
      H           7.03741000    1.95262000   12.21711000
      O           6.60485000    1.84161000   10.22592000
      C           6.34172000    5.61444000   13.22170000
      O           6.88830000    6.00003000   14.45506000
      C           7.11957000    2.57834000   11.30647000
      C           6.43039000    3.94274000   11.57368000
      O           6.99462000    4.43628000   12.78029000
      H           4.93153000    6.16488000   10.91023000
      O           5.91025000    7.90788000   12.65988000
      C           6.57273000    6.75074000   12.21495000
      H           6.34545000    3.68126000    9.05830000
      C           6.03681000    6.31892000   10.84492000
      H           8.19873000    2.75912000   11.11699000
      C           6.66306000    4.97786000   10.44302000
      O           6.04520000    4.58406000    9.26363000
      H           6.41165000    8.68906000   12.30915000
      H           7.67312000    6.92396000   12.15221000
      H           7.75723000    5.11771000   10.28082000
      H           5.60430000    7.95107000    9.87744000
      O           6.33811000    7.28356000    9.86823000
    &END COORD
    &KIND Ti
      ELEMENT Ti
      BASIS_SET DZVP-MOLOPT-SR-GTH-q12
      POTENTIAL GTH-PBE
    &END KIND
    &KIND C
      ELEMENT C
      BASIS_SET DZVP-MOLOPT-SR-GTH-q4
      POTENTIAL GTH-PBE
    &END KIND
    &KIND O
      ELEMENT O
      BASIS_SET DZVP-MOLOPT-SR-GTH-q6
      POTENTIAL GTH-PBE
    &END KIND
    &KIND H
      ELEMENT H
      BASIS_SET DZVP-MOLOPT-SR-GTH-q1
      POTENTIAL GTH-PBE
    &END KIND
  &END SUBSYS

  &DFT
    BASIS_SET_FILE_NAME  BASIS_MOLOPT
    POTENTIAL_FILE_NAME  POTENTIAL
#   WFN_RESTART_FILE_NAME Ti3C2O2-glu-geo-RESTART.wfn
    CHARGE    0 #Net charge
    MULTIPLICITY    1 #Spin multiplicity
    &QS
      EPS_DEFAULT 1.0E-12 #Set all EPS_xxx to values such that the energy will be correct up to this value
    &END QS
    &POISSON
      PERIODIC XYZ #Direction(s) of PBC for calculating electrostatics
      PSOLVER PERIODIC #The way to solve Poisson equation
    &END POISSON
    &XC
      &XC_FUNCTIONAL PBE
      &END XC_FUNCTIONAL
      &VDW_POTENTIAL
        POTENTIAL_TYPE PAIR_POTENTIAL
        &PAIR_POTENTIAL
          PARAMETER_FILE_NAME dftd3.dat
          TYPE DFTD3(BJ)
          REFERENCE_FUNCTIONAL PBE
          #CALCULATE_C9_TERM T #Calculate C9-related three-body term, more accurate for large system
        &END PAIR_POTENTIAL
      &END VDW_POTENTIAL
    &END XC
    &MGRID
      CUTOFF  400
      REL_CUTOFF  55
    &END MGRID
    &SCF
      MAX_SCF 128
      EPS_SCF 1.0E-06 #Convergence threshold of density matrix of inner SCF
#     SCF_GUESS RESTART #Use wavefunction from WFN_RESTART_FILE_NAME file as initial guess
#     IGNORE_CONVERGENCE_FAILURE #Continue calculation even if SCF not converged, works for version >= 2024.1
      &DIAGONALIZATION
        ALGORITHM STANDARD #Algorithm for diagonalization
      &END DIAGONALIZATION
      &MIXING #How to mix old and new density matrices
        METHOD BROYDEN_MIXING #PULAY_MIXING is also a good alternative
        ALPHA 0.4 #Default. Mixing 40% of new density matrix with the old one
        NBROYDEN 8 #Default is 4. Number of previous steps stored for the actual mixing scheme
      &END MIXING
      &SMEAR
        METHOD FERMI_DIRAC
        ELECTRONIC_TEMPERATURE 300 #Electronic temperature of Fermi-Dirac smearing in K
      &END SMEAR
      ADDED_MOS    68 #Number of virtual MOs to solve
      &PRINT
        &RESTART #Note: Use "&RESTART OFF" can prevent generating .wfn file
          BACKUP_COPIES 0 #Maximum number of backup copies of wfn file. 0 means never
        &END RESTART
      &END PRINT
    &END SCF
  &END DFT
&END FORCE_EVAL

&MOTION
  &GEO_OPT
    TYPE MINIMIZATION #Search for minimum
    KEEP_SPACE_GROUP F #If T, then space group will be detected and preserved
    OPTIMIZER BFGS #Can also be CG (more robust for difficult cases) or LBFGS
    &BFGS
      TRUST_RADIUS 0.2 #Trust radius (maximum stepsize) in Angstrom
#     RESTART_HESSIAN T #If read initial Hessian, uncomment this line and specify the file in the next line
#     RESTART_FILE_NAME to_be_specified
    &END BFGS
    MAX_ITER 500 #Maximum number of geometry optimization
    MAX_DR 3E-3 #Maximum geometry change
    RMS_DR 1.5E-3 #RMS geometry change
    MAX_FORCE 4.5E-4 #Maximum force
    RMS_FORCE 3E-4 #RMS force
  &END GEO_OPT
  &CONSTRAINT
    &FIXED_ATOMS #Set atoms to be fixed
      COMPONENTS_TO_FIX XYZ #Which fractional components will be fixed, can be X, Y, Z, XY, XZ, YZ, XYZ
      LIST       1..112
    &END FIXED_ATOMS
  &END CONSTRAINT
  &PRINT
    &TRAJECTORY
      FORMAT xyz
    &END TRAJECTORY
    &RESTART
      BACKUP_COPIES 0 #Maximum number of backing up restart file, 0 means never
    &END RESTART
  &END PRINT
&END MOTION

lemon1044

我这个输入文件，跑完结果是这个

  Electronic density on regular grids:       -967.9999999921        0.0000000079
  Core density on regular grids:              967.9999999996       -0.0000000004
  Total charge density on r-space grids:        0.0000000074
  Total charge density g-space grids:           0.0000000074

  Overlap energy of the core charge distribution:               0.00000124248349
  Self energy of the core charge distribution:              -7232.80764914927295
  Core Hamiltonian energy:                                   1904.03233839546715
  Hartree energy:                                            2255.08187377507011
  Exchange-correlation energy:                               -551.26440620177084
  Dispersion energy:                                           -0.77706326433993
  Electronic entropic energy:                                  -0.01063051714365
  Fermi energy:                                                -0.11820414978174

  Total energy:                                             -3625.74555993327112

*******************************************************************************
*   ___                                                                       *
*  /   \                                                                      *
* [ABORT]                                                                     *
*  \___/     SCF run NOT converged. To continue the calculation regardless,   *
*    |             please set the keyword IGNORE_CONVERGENCE_FAILURE.         *
*  O/|                                                                        *
* /| |                                                                        *
* / \                                                            qs_scf.F:605 *
*******************************************************************************

估计还是有问题

白米醋

模型有问题。另外这种表面吸附问题可以使用XY周期性，同时固定底层原子以模拟体相。

lemon1044

白米醋 发表于 2024-10-29 12:20
模型有问题。另外这种表面吸附问题可以使用XY周期性，同时固定底层原子以模拟体相。

感谢大佬解答🙏

请问我使用XY周期性，并且固定底层原子

然后按照之前的思路，把葡萄糖分子放置在基底上方，然后进行cp2k的GEO（几何优化）得到吸附后系统的能量
（因为想通过几何优化，得到葡萄糖分子是如何吸附在基底上的）

这个思路对吗？或者说还是要通过cp2k别的功能，例如MD什么的

如果可以的话，希望您能指出模型有啥问题🙏

sobereva

对整个体系用速度较快的GFN-xTB跑动力学，每隔一定时间取一帧做DFT的几何优化，然后用更大的基组算单点，取能量最低的结构算结合能

这种能量最低结构搜索思想类似于下文的情况
使用molclus程序做团簇构型搜索和分子构象搜索
http://bbs.keinsci.com/thread-577-1-1.html

SCF不收敛的问题该怎么处理怎么处理
CP2K中遇到SCF难收敛时的解决方法
http://sobereva.com/665（http://bbs.keinsci.com/thread-37196-1-1.html）

白米醋

lemon1044 发表于 2024-10-29 17:03
感谢大佬解答🙏

请问我使用XY周期性，并且固定底层原子

把输入文件放到Multiwfn中使用主功能0看下就知道，你的基底侧边都是裸露未饱和的，另外我又看了下你的基底似乎是二维片层材料，那就没必要固定底层原子了