使用cp2k优化NiO的问题

qqppoqq · 发表于 Post on 2023-8-19 15:32:45

本帖最后由 qqppoqq 于 2023-8-19 20:30 编辑

各位老师好，我近期做一个课题要考察NiO(200)表面。

之后我想用cp2k试着做一个几何优化的时候，
我参照了科音cp2k第一性原理培训班的课件上面设置Fe2O3的方法设置了反磁性，即每一层都设置相反的磁性。然后使用Diag的方法进行优化。设置了K点。
然后进行优化：
首先原胞的优化是可以收敛的，PBEsol
接下来切平面，PBE+DZVP-MOLOPT-SR-GTH。K点设为7,7,1。加了15A的真空层。这一步一开始几个离子步在128步前没有收敛，然后逐渐收敛了。

接下来优化扩胞，PBE+DZVP-MOLOPT-SR-GTH，K点设为4,4,1。这一步还是花了很多时间，关键是SCF都要跑到128，虽然最后结果是收敛了，但是却花费了很多时间

最后是加入原子在表面进行吸附，K点设置为4,4,1。但是这一步却不能收敛了。电子步只能到0.00几，最后离子步跑了80多步，还是不能收敛，所以我

我做了一下的改进
1.我更改NBROYDEN到16，以及修改ALPHA为0.1，跑了80多步还是没有观察到收敛的趋势。
2.我把优化的方法改为CG，也没有观察到收敛的趋势。
2.使用OT的算法，跑了40多步没有观察到收敛的趋势。

现在我不知道怎么优化，所以我把我的输入文件传上来，请各位老师帮我检查检查，看看有那些地方错了，该怎么调整。谢谢！
其中，序号为1的是代表原胞的优化。
序号为2的文件代表的是切平面加上真空层的优化。
序号为3的文件代表的是扩胞的优化。对于3扩胞后的结果，我只上传了最后的几个iterations，因为整个文件太大了。
序号为4的文件代表的是表面吸附分子的优化。

sobereva · 发表于 Post on 2023-8-19 18:51:15

主动交代清楚上传的各个文件对应什么
随便看了一个，4.supercell-1 COS.inp，都没设k点，显然不行

qqppoqq · 发表于 Post on 2023-8-19 20:23:34

本帖最后由 qqppoqq 于 2023-8-20 14:00 编辑

老师这个4.supercell-1 COS.inp，我之前使用K点的计算没有收敛，我才试试OT算法的。我附上之前使用K点计算的吸附COS的文件。OT算法是不是不能加K点呀？对不起老师，我一开始没解释清楚，我把每个序号的意思都解释了，放在1楼最后那里。

wintercherry · 发表于 Post on 2023-9-27 08:39:20

请问楼主，这个问题解决了么，我也遇到了同样的问题。

qqppoqq · 发表于 Post on 2023-10-2 15:18:04

使用OT算法，选择revPBE，然后OT的算法调整，就能收敛了

jzeng · 发表于 Post on 2025-6-20 07:53:04

qqppoqq 发表于 2023-10-2 15:18
使用OT算法，选择revPBE，然后OT的算法调整，就能收敛了

您好，能看看您怎么设置的参数吗？我在做MnO2晶胞和结构优化的时候，遇到不收敛的情况

PLwang · 发表于 Post on 2025-12-24 11:39:59

我去年也用CP2K处理过氧化镍体系，今天才看到这个贴子，也留一些自己的经验。
1. 必须完全准确的设置Ni的反铁磁特性；
2. 必须设置合理的DFT+U数值，我当时用的数值应该是6.15 eV；
3. 建议选择IRAC，OT。
做到上面三点，PBE泛函也基本是可以收敛的。
楼主提到的OT+revPBE，我今天也尝试了一下，收敛效果也非常不错。

PLwang · 发表于 Post on 2025-12-25 21:53:20

本帖最后由 PLwang 于 2025-12-25 22:00 编辑

PLwang 发表于 2025-12-24 11:39
我去年也用CP2K处理过氧化镍体系，今天才看到这个贴子，也留一些自己的经验。
1. 必须完全准确的设置Ni的 ...

12.25补充：如果已经按照上述建议选择了revPBE、设置DFT+U、反铁磁、IRAC、OT，还不能收敛。建议修改PRECONDITIONER FULL_ALL。使用FULL_ALL会显著加快收敛。

Uus/pMeC6H4-/キ · 发表于 Post on 2025-12-26 10:18:21

PLwang 发表于 2025-12-25 21:53
12.25补充：如果已经按照上述建议选择了revPBE、设置DFT+U、反铁磁、IRAC、OT，还不能收敛。建议修改PREC ...

OT对这种磁性复杂、带隙不大的表面体系真的合适么，最好还是举个对角化带适当k点（http://bbs.keinsci.com/thread-53417-1-1.html）收敛的例子出来，而且DFT+U要用也不宜随便照搬其他平面波程序用的这么大的值。

PLwang · 发表于 Post on 2025-12-26 14:28:56

Uus/pMeC6H4-/キ发表于 2025-12-26 10:18
OT对这种磁性复杂、带隙不大的表面体系真的合适么，最好还是举个对角化带适当k点（http://bbs.keinsci.co ...

谢谢大佬提醒。
1. 关于OT和对角化，在我的印象里面，NiO的带隙在3ev以上，应该不算带隙很小的半导体，所以我首先去用了OT；但我确实没有尝试对角化，我觉得后续我可以测试比较一下两种方法；
2. 关于DFT+U的测试，我当时是参考了一篇JCTC文献，我在计算时，使用了6.15的U值。我确定文献中使用的程序是CP2K。https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jctc.4c00964

yxdd98 · 发表于 Post on 2025-12-26 20:29:13

PLwang 发表于 2025-12-26 14:28
谢谢大佬提醒。
1. 关于OT和对角化，在我的印象里面，NiO的带隙在3ev以上，应该不算带隙很小的半导体， ...

这篇文章是基于cp2k开发了一个兼容的DFT+U+J的方法，我个人认为这与cp2k自带的DFT+U不完全相同；当然你采用这篇文章的U值有可能恰巧得到一个“合理”的结构，但对这个参数的选取还是做到心里有数为妙。

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