求助，cp2k计算Na(100)slab的结构优化不收敛

rinki01 · 发表于 Post on 2025-4-4 10:57:00

老师们好，
学生初学cp2k，在做结构优化时碰到了问题：
优化对象为Na100构建的slab，真空层厚度5埃，设置为XY方向周期性条件。优化过程中SCF可以收敛，但是Maximum step size、RMS step size、 Maximum gradient、RMS gradient 都无法收敛，呈震荡趋势。
尝试过减小BFGS步长，没能解决问题。
输入文件使用Multiwfn生成，输入与输出详见附件。
麻烦老师们指导。

Lakersruobai · 发表于 Post on 2025-4-4 11:33:07

可以尝试增加CUTOFF、REL_CUTOFF

Uus/pMeC6H4-/キ · 发表于 Post on 2025-4-4 11:46:41

首先，确认你要算的实际体系里Na(100)面长这样吗？查CRC物化手册100版12-18页可知，体心立方堆积、Im3m（3应有上划线）空间群、晶胞边长0.42906 nm的β-Na才是室温下稳定的晶型，六方密堆积、P63/mmc（3应为下标）空间群、晶胞边长a = 0.3767 nm, c = 0.6154 nm的α-Na是在-233 ℃以下出现的。Materials Project上面立方的mp-127比六方的mp-10172有更高的Energy Above Hull，这可能有误导。

就计算设置而言，补充一下楼上所说，钠元素的PBE基组及相应赝势结合GPW计算一般需要很高的截断能（参考https://www.cp2k.org/faq:cutoff的方法自行判断）才能使结果准确，当前CUTOFF才400 Ry会导致能量和受力计算精度差，进而使几何优化的行为不够准确。

几何优化显然得监控输出的.xyz文件里的轨迹看结构变化，而不是只看.out文件的收敛情况。另外，晶体切出的表面体系做几何优化确实有可能需要几十上百步数，现在才57步不算很多，只要后续都能确保SCF收敛（http://sobereva.com/665）就不妨继续跑下去（当然前提是结构正确，前面第一段说了）。

rinki01 · 发表于 Post on 2025-4-4 14:01:49

Lakersruobai 发表于 2025-4-4 11:33
可以尝试增加CUTOFF、REL_CUTOFF

嗯嗯，好的老师，我试试。

rinki01 · 发表于 Post on 2025-4-4 14:02:36

Uus/pMeC6H4-/キ发表于 2025-4-4 11:46
首先，确认你要算的实际体系里Na(100)面长这样吗？查CRC物化手册100版12-18页可知，体心立方堆积、Im3m（3 ...

嗯嗯谢谢老师！我再学习一下

sobereva · 发表于 Post on 2025-4-4 20:44:45

除上述说的外，BFGS很难收敛时可以尝试CG，往往更稳健

rinki01 · 发表于 Post on 2025-4-7 09:27:57

嗯嗯，谢谢老师们！重新修改结构，并且增加cutoff之后，就可以收敛了

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