不同DFT泛函的HF成份一览

sobereva

不同DFT泛函的HF成份一览

List of HF composition of different DFT functionals

文/Sobereva @北京科音

First release: 2015-Feb-23   Last update: 2022-May-7

这里把常见的杂化泛函的HF交换成份从低到高进行排序列出。一些类型的计算直接依赖于HF成份，因此有这么个列表是比较有用的。比如，众所周知激发能直接依赖于HF成份，GGA太红，HF太蓝，HF成分越高的杂化泛函激发能越高。因此，如果发现TDDFT计算和实验光谱有系统偏差，就可以挑HF比例合适的泛函来用（虽说有些人自己调HF成份使得和实验对得恰到好处，但这样做容易被审稿人质疑，给人感觉是故意去凑，有弄虚作假之嫌。而若取现成的泛函来用就没这个麻烦了）。其中粗体字标注的是值得主要关注的，把几个主要的档都覆盖了。

GGA、meta-GGA：0%
TPSSh、r2SCANh：10%
O3LYP：11.61%
TPSS1KCIS：13%
MPW1KCIS：15%
杂化版B97：19.43%
B3LYP、B3P86、B3PW91：20%
B97-1、B97-2、HCTH93：21%
MPW3LYP、X3LYP：21.8%
PBE1KCIS：22%
APFD：23%
PBE0、TPSS0、SCAN0、r2SCAN0、B1B95、mPW1PW91：25%
M06：27%
PW6B95、M05：28%
MPW1B95：31%
PBE0-1/3：33.33%
PBE38：37.5%
BB1K、BMK：42%
MPW1K：42.8%
MPWB1K：44%
MN15：44%
PWB6K：46%
BHandHLYP、PBE50、r2SCAN50：50%
M08-HX：52.23%
M06-2X：54%
M05-2X：56%
M08-SO：56.79%
M06-HF：100%

范围分离泛函（ω单位是Bohr^-1）
LC-ωPBE：近程0%，远程100%，ω=0.4
LC-PBE0：近程25%，远程100%，ω=0.3
ωB97：近程0%，远程100%，ω=0.4
ωB97X：近程15.77%，远程100%，ω=0.3
ωB97XD：近程22.2%，远程100%，ω=0.2
ωB97X-D3(0)：近程19.57%，远程100%，ω=0.25
ωB97X-V：近程16.7%，远程100%，ω=0.3
ωB97M-V：近程15%，远程100%，ω=0.3
CAM-B3LYP：近程19%，远程65%，ω=0.33
M11：近程42.8%，远程100%，ω=0.25
HSE03（Gaussian里叫HSE2PBE）、HSE06（Gaussian里叫HSEh1PBE。交换部分叫ωPBEh）、MN12-SX、N12-SX：近程25%，远程0%

fyzhuhui

请问范围分离泛函和您前面列的那些泛函有什么区别呢。还有这个百分比看不懂。

wxy

太好了，有了这个一览表今后在相关激发态计算选择泛函时将不再太盲目，我正在找这样一个东西。还想请教Sob一个问题：因HF成份高的Functionals计算出的能量偏高，以其计算获得的ECD谱多需做红移处理，但红移多少有时不容易判断，如ECD谱比较复杂、正负Cotton Effects交替的情况。对这种情况我以前是参考J. Chem. Phys. 1998,108, 4439-4449.提出的二个判断标准：1）激发态的能量低于电离势（IP）；2）激发态中必须包含eigenvalues为负值的virtual orbitals。这二条标准早期文献有广泛引用。但我后来发现如用CAM-B3LYP计算有时virtual orbitals全是正值，不符合第2条标准，而计算出ECD又与实测谱是吻合的。所以我在怀疑第2条标准可能不可靠，但我未找到质疑这一标准的文献。希望Sob有空时给予指导。先谢了！

sobereva

fyzhuhui 发表于 2015-2-23 10:21
请问范围分离泛函和您前面列的那些泛函有什么区别呢。还有这个百分比看不懂。

范围分离泛函以后会专门写帖子介绍，此文也有简要讨论 http://bbs.keinsci.com/forum.php?mod=viewthread&tid=415
阅读基础量化书的DFT章节就会明白百分比的含义。

sobereva

wxy 发表于 2015-2-23 11:37
太好了，有了这个一览表今后在相关激发态计算选择泛函时将不再太盲目，我正在找这样一个东西。还想请教Sob ...

那篇文章暂时没时间仔细去看，但是很多老的DFT文章的观点往往到了如今都不太适用，特别是范围分离泛函、DFT-D出来之后，所以我认为没必要太在意。可以找几个HF成分不同且都分布在可能合适的区间的泛函都算算试试。

wxy

明白了，谢谢Sob！

小范范1989

来咨询一下sob，很多泛函，高斯中没有，需要自己定义，不知道sob有没有上面泛函的总结，谢谢sob老师。因为我有的时候用到这样的不同的泛函，不知道怎么定义，都是通过google搜索，然后自己弄得，很多都是别人的回复，不知道准确不，所以，用之前都是先测试一下，比如说我选用MPW3LYP:  mpwlyp/6-31g* IOp(3/76=1000002180) IOp(3/77=0709007820) IOp(3/78=0871010000)   这样的总结不知道sob有没有，谢谢老师

sobereva

小范范1989 发表于 2015-6-18 07:46
来咨询一下sob，很多泛函，高斯中没有，需要自己定义，不知道sob有没有上面泛函的总结，谢谢sob老师。因为 ...

没有这样的综合性总结

明尼苏达系列泛函输入方法在Truhlar网站上有总结，见http://comp.chem.umn.edu/info/DFT.htm

小范范1989

sobereva 发表于 2015-6-18 08:29
没有这样的综合性总结

明尼苏达系列泛函输入方法在Truhlar网站上有总结，见http://comp.chem.umn.edu/ ...

谢谢sob老师，我一直想找个这样的网站，哈哈哈。谢谢老师

小范范1989

sobereva 发表于 2015-6-18 08:29
没有这样的综合性总结

明尼苏达系列泛函输入方法在Truhlar网站上有总结，见http://comp.chem.umn.edu/ ...

咨询一下sob老师，这个泛函，有没有1%或者是2%。我看网站，有MPWLYP1M的5%泛函。但是我用MPWLYP1M算的荧光波长蓝移，是不是应该有欧诺个HF更少的泛函？但是这个泛函怎么找，或者是怎么自己改？谢谢老师。ps：比如说b3lyp的HF为20%，我是否可以调剂到25%，那调节后的b3lyp（25%）和pbe0（25%）泛函效果相同吗？

sobereva

小范范1989 发表于 2016-1-3 11:25
咨询一下sob老师，这个泛函，有没有1%或者是2%。我看网站，有MPWLYP1M的5%泛函。但是我用MPWLYP1M算的荧 ...

没有HF那么低的泛函，要那么低的还不如用GGA泛函
B3LYP调到25%也不可能和PBE0正好相同

冰释之川

补充：ωB97  (SR:0%; LR:100%)

bianwenbo

补充几个ORCA支持的杂化泛函：
O3LYP: 12%
X3LYP: 21.8%
mPW1PW: 42.8%

下面里面这个链接里面给出了更多的（但ORCA可能不支持）的函数：
https://www.scm.com/documentation/ADF/Input/Density_Functional/

sobereva

bianwenbo 发表于 2016-6-8 17:00
补充几个ORCA支持的杂化泛函：
O3LYP: 12%
X3LYP: 21.8%

前两个之前已经有了，mPW1PW不是42.8%而是25%。

bianwenbo

sobereva 发表于 2016-6-8 19:17
前两个之前已经有了，mPW1PW不是42.8%而是25%。

果然不提供PDF的在线文档不靠谱，还是要名师指路。