cp2k计算功函数（hartree potential），真空区域不收敛是什么原因导致的？

liheng

各位老师好，
最近学习使用CP2K计算功函数，inp文件（见附件）基于Multiwfn_3.8_dev生成，得到hartree.cube文件，再根据sob老师的帖子（http://sobereva.com/638），将cube文件导入Multiwfn_3.8_dev，依次输入13，18，Z ，a，3（绘制平面平均曲线），发现得到的曲线在真空层区域不收敛，我之前使用VASP计算功函数从未遇到这样的问题，我不明白是不是我的参数有问题，还是操作Multiwfn_3.8_dev不当？多谢大家。

Stardust0831

您开了MT，所以有虚假的、相反的hartree势是正常现象。直接开XYZ周期性吧，记得同时开smearing算一下费米能级。

liheng

Stardust0831 发表于 2025-9-29 22:26
您开了MT，所以有虚假的、相反的hartree势是正常现象。直接开XYZ周期性吧，记得同时开smearing算一下费米能 ...

谢谢您 ，我刚才也发现了。我改成了XYZ周期性就没有这个问题了

sobereva

当前并没有问题。MT结合二维周期性的情况下真空区的静电势会收敛为0，这是其边界条件定义的。至于出现与体系本身静电势相反的区域直接无视就完了

北京科音CP2K第一性原理计算培训班（http://www.keinsci.com/KFP）里我专门讲了

liheng

sobereva 发表于 2025-9-30 06:24
当前并没有问题。MT结合二维周期性的情况下真空区的静电势会收敛为0，这是其边界条件定义的。至于出现与体 ...

感谢sob老师，

1.请问在计算功函数，且使用MT算法的时候有必要人为增加真空层厚度吗？还是说采用Multiwfn的默认值已足够安全？
2.根据我的计算结果（包括您所展示的PPT）显示slab上下表面的静电势都收敛为0，这我非常不理解。首先，弛豫计算时通常只允许部分原子层充分弛豫，而其余部分冻结，最外层也会发生重构等现象，所以上下表面不会对称，上下表面静电势应该不一致才对，至少根据我之前VASP的使用经验是这样的。其次，如果表面存在吸附原子层，这种不一致应该更明显，可是我得到的结果无论是否有吸附原子，上下表面静电势都收敛为0

sobereva

liheng 发表于 2025-10-1 16:40
感谢sob老师，

1.请问在计算功函数，且使用MT算法的时候有必要人为增加真空层厚度吗？还是说采用Multi ...

1 Multiwfn设的只是能用的下限，可以再增加几埃
2 就如你用Gaussian等量子化学程序算孤立分子的静电势，静电势在各个方向都会随着远离分子而衰减为0。MT结合二维周期性也一样，不管两面是什么样、是否对称，都会在距离slab足够远处衰减为0。这是边界条件所决定的必然的事。VASP不支持二维周期性，跟MT做二维周期性计算的情况没有可比性。

liheng

sobereva 发表于 2025-10-2 08:48
1 Multiwfn设的只是能用的下限，可以再增加几埃
2 就如你用Gaussian等量子化学程序算孤立分子的静电势， ...

再次感谢sob老师的回答。我能够理解您说的静电势在各个方向都收敛为零，因为各个方向的真空场都应该为零。我不理解的是那我应该如何计算功函数？无论上下表面，功函数都应该等于真空能级减去费米能级，现在真空能级一样，费米能级一样，岂不是没有任何区别，可我认为理论上应该是有区别的。
我觉得应该是费米能级不对，理论上假设slab足够厚，一个表面有吸附原子，另一个没有，则两个表面附近的费米能级应该不一样（我不太确定这个说法是不是对的），真空能级都是零，所以功函数不一致。
可是我们的模拟体系厚度有限，所以导致出现问题。
也许应该采用以下模型：增加几层原子层厚度，上下表面对称，同时吸附原子（或不吸附），同时放开弛豫，并且冻结最中间的两三层原子