Density functional theory error discovered —— 您怎么看

Shine剪水 · 发表于 Post on 2019-8-3 09:26:08

Density functional theory error discovered

Andrea_integration_grids_2019.7.25.pdf (794.18 KB, 下载次数 Times of downloads: 29)

分享一篇关于积分格点精度和小频率影响计算结果的文章和相关评论

coolrainbow · 发表于 Post on 2019-8-6 00:21:04

sobereva 发表于 2019-8-3 11:13
今天早上思想家公社1群和2群都有人贴nm人公众号关于这篇文章的介绍，标题居然叫《DFT跌落神坛！不知道有多 ...

"震惊！！！科学家发现99.9%的密度泛函理论计算全是错的！！！"

Accelerator · 发表于 Post on 2019-8-5 09:34:09

alwens 发表于 2019-8-4 23:49
说明问题的计算就是好计算
多数dft只是为了说明实验现象

同样是说明现象也有高低之分用和真实体系相去甚远的模型也可以说明现象这类计算就（在这个工作中）毫无价值反而有害可惜很多人文章熏心放任这种情况

alwens · 发表于 Post on 2019-8-4 23:49:52

说明问题的计算就是好计算
多数dft只是为了说明实验现象

kekexili_08 · 发表于 Post on 2019-8-4 21:10:54

多数的理论计算，给出的都是定性的结果，非要定量的好，对多数的体系来说，现在或者可能几百年的时间内，都不会有这样的方法。 DFT计算中的各种选项，没有最好，只有较好，能用到能说明问题的较好选项或选项组合就行了。不过现在的审稿人矫情的很，觉得能量上差点都不行，有时候反而忽略了计算中真正的思想或结果中真正有意义的结论。

Accelerator · 发表于 Post on 2019-8-4 15:36:10

卡开发发发表于 2019-8-3 22:57
这里的看法我部分同意，但部分不认同：
1、溶剂化并不是没有，连续介质的方案也是有的，比如VASPSol，QE ...

我想说的其实主要倒不是第一性原理本身不靠谱是做材料的人不会管这么多大部分灌水的文章都是乱算(
关于简化模型的问题道理是这个道理但是现在做第一性原理计算的人我相信真的会去检查自己的结构模型合理不合理的并不多很可能就是实验做出来什么凑出来完事
对这种现象我的态度是非常悲观的

sobereva · 发表于 Post on 2019-8-3 23:39:33

天霜小童鞋发表于 2019-8-3 22:46
题目是为了吸引眼球，真假时间会证明！

原文说的内容根本就不涉及什么“真假”，只是常规的计算数值技术层面的分析讨论
看待这种论文和公众号的文章要以内行的眼光去谨慎审视，不能凑热闹

卡开发发 · 发表于 Post on 2019-8-3 22:57:19

Accelerator 发表于 2019-8-3 21:27
实在觉得材料的第一性原理计算不靠谱
几个问题：1. 没有溶剂化 2. 几乎就是PBE包打天下 3. 不同的人做 ...

这里的看法我部分同意，但部分不认同：
1、溶剂化并不是没有，连续介质的方案也是有的，比如VASPSol，QE的Environment，还有JDFTx等。
2、PBE包打天下很大程度上还是计算量的事情，表面体系要研究的原子数目通常很多，同等原子数的分子要算得动的话方法上也得做点让步（http://sobereva.com/214），再考虑平面波对于大盒子的效率和多k点的问题，没有太多好的选择。
3、晶格参数优化与否以及层数方面的问题我想应该有明确的说法，从误差的系统性来说，晶格应当做优化，而层数和真空层大小等也应该做收敛性测试。这一点我认为不是问题。
4、模型引起的问题确实非常严重，不合理的模型即便采用好的方法也毫无意义。但值得反思的是，即便不合理的模型仍然有可能凑出与实验预期一致的结果。理论处理复杂系统难免会做近似，但我们得知道何种近似是好的，何种近似不合理不能够使用。比如掺杂浓度极低的情况用超胞简单替换原子这还是可能的，对于表面研究如果XRD能够明显分析得到晶面特征，周期性近似也是合理的。作为理论研究，不管是分子还是固体，都不可能考虑到全部的因素。

补充一些：
这些问题在处理大团簇（包括一些大分子也是类似问题）的时候其实更复杂，1nm~50nm粒径其实是很尴尬的范围，真按照大团簇算用DFT轻易是算不动的，不止如此，如果再把构象问题牵扯进来恐怕就难以研究了。

最后总结下：固体计算其实就是利用晶体的长程有序特性，引入平移对称性将大体系的计算进行简化，所以很多“不靠谱”的问题的来源还是准和快权衡的结果。至于心浮气躁的人，在哪个领域都有。必须承认，理论计算确实有局限性，确实还是有一些有梦想的物理学家化学家仍在为此而努力。

天霜小童鞋 · 发表于 Post on 2019-8-3 22:46:30

题目是为了吸引眼球，真假时间会证明！

Shine剪水 · 发表于 Post on 2019-8-3 22:29:11

Accelerator 发表于 2019-8-3 21:27
实在觉得材料的第一性原理计算不靠谱
几个问题：1. 没有溶剂化 2. 几乎就是PBE包打天下 3. 不同的人做 ...

另外，您针对第一性原理提出的一系列悬而未决的问题如果可以深入探究一下或许是不错的研究方向呢（如果说的不对您可别见笑）

Shine剪水 · 发表于 Post on 2019-8-3 22:25:43

Accelerator 发表于 2019-8-3 21:27
实在觉得材料的第一性原理计算不靠谱
几个问题：1. 没有溶剂化 2. 几乎就是PBE包打天下 3. 不同的人做 ...

沿着您的思路继续发表一些我的观点，实验组在发文章前想要通过增加计算方向的机理研究来提升文章档次的想法无可厚非，为人诟病的是“凑实验结果”和“低水平计算”。这两种做法可能来自实验组“忽悠”研究生自己瞎倒腾计算软件，也可能是合作的计算组简单“应付”（毕竟非一作非通讯的文章在国内学术界几乎没有“价值”）。但是这种现象的一再发生也说明了另外一方面的问题，涉及计算方向研究的非专业计算文章的审稿人的选定存在很大的偏差和疏漏，在和合作的实验组交流过程中，他们也坦言其所在领域的涉及计算的文章的审稿人并不懂计算的原理（因为是领域内互相审稿嘛），这也是导致用低水平凑结果的计算结果来“提升”论文档次的现象的一方面原因。所以要解决上述问题，切入点也就不言自明了。

Accelerator · 发表于 Post on 2019-8-3 21:27:13

1130240115 发表于 2019-8-3 20:10
为什么保留？第一性原理程序不是也发展的比较好了吗，而且用第一性原理做计算的文章也越来越多？对于周期 ...

实在觉得材料的第一性原理计算不靠谱
几个问题：1. 没有溶剂化 2. 几乎就是PBE包打天下 3. 不同的人做法不统一，诸如晶格参数要不要优化，表面怎么处理，原子切几层，底层固定不固定都没有通用的说法导致体系依赖性大很多人恐怕也不会去做收敛测试 4. 材料结构不明确
例如我在某个体相材料里掺杂一些元素计算模型就是建立超胞再替换一些位点但是真实材料的掺杂未必是均匀的或是说即使总体是均匀的活性位点处可能也不是均匀的。再加上材料领域的实验表征手段也匮乏，XPS只能表征表面几层原子，电镜又经常是在挑选结果，导致对材料结构的理解非常浅薄，很难说计算模型能反映真实情况。
再者说，真实实验中的表面一定不是洁净表面，吸附的杂质，表面缺陷，这些毫无疑问都会影响材料的性能，第一性原理是没有办法考虑这些的。体系的一点点不均匀性对材料的电子结构能带来多少影响，谁也不知道，也没有算过，也没法实验研究。
总结起来，第一性原理计算不靠谱的原因主要是出在实验上缺乏能判明材料结构的手段。此外还有一点是做材料的人总体心态浮躁，一天到晚就想着用计算提升文章档次，去凑实验结果，实在不是什么好风气。

卡开发发 · 发表于 Post on 2019-8-3 21:22:07

1130240115 发表于 2019-8-3 20:10
为什么保留？第一性原理程序不是也发展的比较好了吗，而且用第一性原理做计算的文章也越来越多？对于周期 ...

Surface Science 640 (2015) 36–44可以看下相关的测试。

1130240115 · 发表于 Post on 2019-8-3 20:43:49

granvia 发表于 2019-8-3 20:32
如论文中提到的几kcal/mol的精度肯定达不到

谢谢回复

granvia · 发表于 Post on 2019-8-3 20:32:49

1130240115 发表于 2019-8-3 20:10
为什么保留？第一性原理程序不是也发展的比较好了吗，而且用第一性原理做计算的文章也越来越多？对于周期 ...

如论文中提到的几kcal/mol的精度肯定达不到

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