对过渡金属进行DFT+U时，为什么出现收敛标准梯度爆炸？

zengqing · 发表于 Post on 2025-9-23 10:13:00

本帖最后由 zengqing 于 2025-9-23 14:44 编辑

各位老师好，我用cp2k进行结构优化计算，体系为MnO2，其中对Mn元素进行DFT+U，U为3.9ev，然后就出现了下图所示的梯度爆炸问题，请问这是为什么呢？后续我取消了DFT+U参数，进行结构优化，却是能正常计算的。我附上我的结构文件、inp文件和输出文件。

zengqing · 发表于 Post on 2025-9-24 08:46:17

ultramanm87 发表于 2025-9-24 00:26
输入文件建议用Multiwfn生成，避免很多不合理的参数。就说我看到的一些问题：1. 真空层偏小，建议直接用Mul ...

非常感谢老师在百忙之中抽空为我解答，我认真学习一下您提供的文件

ultramanm87 · 发表于 Post on 2025-9-24 00:26:06

本帖最后由 ultramanm87 于 2025-9-24 00:28 编辑

输入文件建议用Multiwfn生成，避免很多不合理的参数。就说我看到的一些问题：1. 真空层偏小，建议直接用Multiwfn，选择XY周期性和MT solver，可以直接得到一个比较合适的真空层大小。2. XY方向上晶胞偏小，gamma点绝对不够，但是DFT+U只能gamma点，所以扩胞再大点，至少15埃，20比较保险，当然你可以测试一下是最好的。3. 你开了自旋极化，但是没有设置初猜，也没有开启smearing，实际上你的scf根本没有收敛

。4. DFT+U的值不能直接从VASP移植到cp2k上，你在论坛里搜一下相关话题，学习下怎么合理得到一个U值
我给你生成了一个做参考，11步结构优化收敛（在你给的结构上，我没有扩胞，但是你需要）。你仔细比对下，不懂的参数多查查

MnO2.inp (10.03 KB, 下载次数 Times of downloads: 15)

zengqing · 发表于 Post on 2025-9-23 14:46:51

ultramanm87 发表于 2025-9-23 13:34
你给的信息太少了，别人很难给你一些针对性的尝试建议。
此外，看你的U值和材料，感觉和某篇nature materi ...

感谢老师的回复，我额外提供了结构文件、inp文件以及部分输出文件，老师您能再指点一下吗？感谢

ultramanm87 · 发表于 Post on 2025-9-23 13:34:44

你给的信息太少了，别人很难给你一些针对性的尝试建议。
此外，看你的U值和材料，感觉和某篇nature material上做birnessite的一致。若此，需要注意的是不同软件，如VASP和cp2k间的U值不通用。

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[CP2K] 对过渡金属进行DFT+U时，为什么出现收敛标准梯度爆炸？