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[综合交流] 在线基组和赝势数据库一览

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发表于 2015-11-11 01:24:33 | 显示全部楼层 |阅读模式
在线基组和赝势数据库一览

文/Sobereva @北京科音
First release: 2015-Nov-11   Last update: 2017-Jul-16

量化程序都自带了基组或赝势库,但是显然是很难做到全面。缺的基组可以从其它程序自带基组库中借过来,但更常用的做法还是从网上的基组数据库上直接找定义。此文不完整地汇总一下在线基组、赝势数据库,都是免费开放的。

1 EMSL Basis Set Exchange(BSE)基组数据库
地址:https://bse.pnl.gov/bse/portal
原文:J. Chem. Inf. Model., 47, 1045-1052 (2007)
简介:西北太平洋国家实验室(PNNL)的人搞的最重要、最全面的基组+赝势数据库,已把绝大多数(特别是常用的)目前已经发表的基组和赝势都已经纳入进去了,并且不断更新,已经成为搞量化的人必不可少的网站。输出格式支持很多程序。但注意极个别元素的个别不常用的基组的定义可能有误,所以如果得到奇怪结果别忘了检查下拷来的基组定义是否合理。据说此基组库以后会把旋轨势也加进去。
注:值得一提的是Optimized General Contractions这个选项,如果点了它,那么显示出的Dunning相关一致性基组就会比不选这个选项时要少一些GTF壳层。因为这类基组的GTF间有一些线性相关性(见CPL,260,513),对于片段收缩的程序去掉这些壳层不会影响结果还使得计算加快。(但对于Gaussian,选不选它都一样,因为Gaussian会自动按照CPL那篇Davidson提出的方法去掉多余GTF,而且在不影响结果前提下比Optimized General Contractions这个选项去得更彻底)。

2 Turbomole程序的基组库
地址:http://www.cosmologic-services.de/basis-sets/basissets.php
简介:Turbomole那伙人搞的,包含的也都是他们搞出来的基组,包括def、def2系列基组(也包括给极化率计算优化的末尾带D的带有弥散的版本)、在def2基础上把赝势从MWB改成MDF后重新优化的dhf-系列基组,以及专给用于结合MDF的旋轨势做二分量计算的dhf-2c系列基组。除了普通基组,还可以获得/J、/JK、/C密度拟合基组。目前输出格式支持Gaussian、Turbomole、molpro、Dalton。输出格式选Turbomole或molpro的时候dhf-系列基组的条目中会有旋轨势。

3 明尼苏达基组数据库
地址:http://comp.chem.umn.edu/basissets/basis.cgi
简介:Truhlar一伙人弄的一个小基组库,包含Truhlar他们弄出来的一些非主流基组,诸如MIDI、MG3之类,其中相对来说有用的是ma-开头的,比如ma-TZVP,这是以最小方式给def2系列相应基组加上弥散函数的版本,即minimally augmented,也就是给非氢原子加上一层s和p弥散函数。在某些需要弥散函数的计算时如果嫌def2基组没弥散函数,又懒得自己手动修改定义,不妨直接来这里拷定义。支持的输出格式也不多,Gaussian、GAMESS、ACESII和已经被遗忘的HONDO。

4 Stuttgart赝势参数数据库
地址:http://www.tc.uni-koeln.de/PP/clickpse.en.html
简介:搞Stuttgart系列赝势的Dolg他们弄的Stuttgart赝势+赝势基组数据库,重元素的MDF版本除标量势外也有旋轨势(输出格式选molpro才能看到)。虽然EMSL上也有Stuttgart赝势和配套基组的定义,Gaussian等程序也自带了,但都比较老,只有这里的才是最新、最全的。输出格式支持Molpro、Gaussian、Turbomole、Crystal。

5 相关一致性基组数据库
有两个地址,分别是两个相关一致性基组的开发者课题组下属的页面
Hill组:http://www.grant-hill.group.shef.ac.uk/ccrepo/index.html
Peterson组:http://tyr0.chem.wsu.edu/~kipeters/basis.html
简介:把Dunning最初开发,Peterson和Hill等人进一步发展的相关一致性基组做了最全面的汇总,包括cc-pVnZ、cc-pCVnZ、cc-pwCVnZ系列,带aug-前缀的,带-DK、-PP、-F12等后缀的版本都有。赝势基组没有同时给出赝势部分,需要自己去Stuttgart赝势库中下载相应的MDF型赝势结合使用。Hill组提供的页面可以按照周期表来查询,比较方便,而Peterson组那个是按照文献来查询,比较麻烦。

6 Clarkson大学相对论有效势数据库
地址:http://people.clarkson.edu/~pac/reps.html
简介:包含的是CRENB(Christiansen-Ross-Ermler-Nash-Bursten)赝势和相应的赝势基组,并且包含对应的旋轨势,覆盖整个周期表。CRENB具体分CRENBL(小核赝势)和CRENBS(大核赝势),在EMSL上都有,没必要来这里下,而且这种赝势精度也不咋地没什么人用。这个主页价值也就在于但这里提供了旋轨势,这在EMSL上是没有的。

7 ADF的STO基组数据库
地址:http://www.scm.com/Downloads/zorabasis/Welcome.html
简介:这是仅有的STO基组的数据库,基组是ADF御用的,包括DZ、TZP、TZ2P、QZ4P,冻核和全电子版本的都有,1-118号元素都齐了。

8 Crystal程序的基组数据库
地址:http://www.crystal.unito.it/Basis_Sets/Ptable.html
简介:为数不多的基于高斯函数的第一性原理程序Crystal的基组库,适当改格式也可以用于其它程序。值得一提的是其中的pob-TZVP是基于def2-TZVP修改的专门适合固体计算的版本,比用其它的3-zeta基组可得到更好结果,其定义也同样可以从这里得到http://www.thch.uni-bonn.de/tc/index.php?section=downloads&subsection=basis&lang=english

9 CASINO程序的基组和赝势库
地址:http://www.tcm.phy.cam.ac.uk/~mdt26/casino2_pseudopotentials.html
简介:做量子蒙特卡罗计算的CASINO程序的相对论标量势、旋轨势、核极化势和基组库,元素从H到Ba,以及Lu到Hg都有。Gaussian、GAMESS、Crystal格式都支持。

10 PSI-4程序的基组库
地址:http://www.psicode.org/psi4manual/master/basissets_byfamily.html
简介:PSI-4程序的基组库,大部分是从EMSL上或者molpro程序中搞出来的,少量是私有的。每种基组对应的密度拟合基组都明确列上了。格式就是Gaussian的格式。

11 Hirao等人的DKH3全电子相对论计算的基组库
地址:http://www.riken.jp/qcl/publications/dk3bs/periodic_table.html
简介:这是Hirao等人提出的专供DKH3相对论计算的基组库,参数通过最小化原子DKH3标量相对论计算得到的能量得到,对应的文章是JCP,115,4463(2001),覆盖1-103号元素。可惜没法选择输出格式。

12 Sapporo全电子相对论基组库
地址:http://sapporo.center.ims.ac.jp/sapporo/Order.do
简介:提供了DZ、TZ、QZ级别的用于非相对论和DKH3相对论计算的基组,强调是片段收缩。输出格式支持Gaussian、GAMESS、molpro、molcas、turbomole、NWChem、Dirac等主流程序。另外提供的TK/NOSec是适合非相对论电子相关计算的基组,MCP/NOSec是结合相对论模型势(MCP)用的适合电子相关级别下计算的基组,可以在支持MCP的GAMESS-US、molcas等程序中用。

13 RAGBS、RPF-4Z全电子相对论基组库
地址:http://basis-sets.iqsc.usp.br/basis-sets/
简介:可以获得RPF-4Z(一种性价比很高的4-zeta级别用于相对论计算的基组)和RAGBS(Relativistic Adapted Gaussian Basis Sets,号称是相对论计算中没有变分塌陷问题的基组中最小的一种)的基组定义。

14 Dyall全电子相对论基组库
地址:http://dirac.chem.sdu.dk/basisarchives/dyall/
简介:这是专门做相对论计算的Dirac程序御用的Dyall基组的基组库,专适合四分量、二分量或标量相对论计算计算,是非收缩的,从第四周期开始都有定义(但是目前没3d金属)。

15 Sadlej基组库
地址:http://www.qch.fns.uniba.sk/Baslib/http://www.chem.uni.torun.pl/zchk/basis-sets.html
简介:在撰文时EMSL上只有Sadlej POL、Sadlej+基组的定义。Sadlej还提出了其它的适合计算(超)极化率的基组,在这两个网页里有。但是网页里是他们私有的格式,笔者为了方便广大研究者把这倆网页上的基组文件转换成了Gaussian格式,见《各种Sadlej基组的Gaussian格式的定义》(http://sobereva.com/345)。

16 Jorge基组库
地址:http://qcgv.ufes.br/downloadbasis.html
简介:包含巴西Jorge课题组开发的DZ到6Z级别的基组,优点并不鲜明,但好处是涵盖了周期表大部分,且有用于普通计算和专为DKH2计算优化的两类基组,前者也有带弥散的版本,以A开头(比如ADZ。A代表augmented)。能导出大部分主流量化程序支持的格式,实际上这些基组在EMSL上也能找到。

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发表于 2015-11-11 04:16:20 | 显示全部楼层
Stuttgart赝势参数数据库的网页上其实提供了部分旋轨势,选择molpro格式(其他格式不行)下的MDF类型赝势,后半部分就是其旋轨势,Cu之后的元素大部分都有,见 http://www.tc.uni-koeln.de/cgi-bin/pp.pl?language=en,job=getreadme

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发表于 2015-11-11 08:20:55 | 显示全部楼层
总结得太好了。
华北电力大学数理学院,理论与计算化学,团簇结构与反应机理。欢迎报考硕士研究生。

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收了,这是我学习的又一步……
为雪国耻身先去,重整河山待后生。

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 楼主| 发表于 2015-11-11 17:53:52 | 显示全部楼层
女神的兔子 发表于 2015-11-11 08:30
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发表于 2015-11-11 23:59:26 | 显示全部楼层
今朝打开论坛,竟然发现我这个 极其偏僻的学校也有个基组库 (第6条那个)。 建立基组库的教授 已经十多年没收过学生了 。

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发表于 2015-11-12 14:32:52 | 显示全部楼层
Shannon 发表于 2015-11-11 23:59
今朝打开论坛,竟然发现我这个 极其偏僻的学校也有个基组库 (第6条那个)。 建立基组库的教授 已经十多年 ...

这个系列约20年前就做到118号元素了,还是很牛的
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