ORCA计算金团簇分子吸附构型的限制性振动分析及Raman光谱(SERS)耗时为什么这么高？

CohenTang

各位老师好，想请教一个关于 ORCA 计算 SERS 的问题（1个总问题和3点讨论）。

计算背景：我目前在用 ORCA 计算 Adenine (A) 和 甲基化 Adenine (m6A) 吸附在 Au58 团簇上的复合体系，做 振动分析和 Raman 光谱（SERS），希望用于解释实验结果。实验上观察到 735 cm⁻¹ 附近的峰强在 A 和 m6A 之间存在明显差异，因此想通过理论计算分析这一差别的来源。

我的总问题：目前在计算 A-Au58 体系时，我是读取几何优化后的 gbw 文件继续做频率与 Raman 计算。使用的是 单节点 112 核，计算耗时达到 40 小时以上。想请教这是否属于正常范围，如果不是输入文件中该怎么改进？（完整输入文件见附件）

计算输入文件Heading如下：---------------------------------------------------------------------------------
! PBE0 D3 def2-SV(P) def2/J RIJCOSX NumFreq noautostart miniprint
%maxcore     4000
%pal nprocs   112 end
%elprop Polar 1 end
%CPCM SMD TRUE
  SMDSOLVENT "WATER"
END
%scf
  Guess MORead
end
%moinp "oldjob.gbw"
%freq
  Partial_Hess {0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 28 32 35 36 37 38 40 43 47 48 49 50}
end
end
--------------------------------------------------------------------------------
3点讨论：
1. 这样的耗时是否正常？算完的输出中显示 Number of displacements = 204，在这种体系规模和设置下，204个位移的解析40 小时以上是否属于合理范围？
2. 加入 SMD 溶剂（水）是否会显著增加计算耗时？我的实验体系是 水溶液中 Au 纳米颗粒对 RNA 的 SERS。从与实验一致性以及计算成本/收益比两个角度看，理论计算中是否值得加入 SMD water？
3. 相比 Gaussian，ORCA 计算得到的 SERS 谱，尤其是峰强，可靠性如何？因为我更关心的是对实验峰强差异的解释能力。我在 Gaussian 中也尝试过 PBE1PBE/def2-SVP 计算这类重金属团簇体系，但收敛比较困难；参考过 sob 老师关于收敛的帖子后，尝试了几种方法仍未成功。
  3-1：对这类 Au 团簇吸附体系，ORCA 和 Gaussian 在 Raman/SERS 强度 方面，哪一个通常更可靠、更适合解释实验。
  3-2：如果改用 Gaussian，是否有可能在 耗时 或 精度（尤其是 Raman 峰强） 上优于 ORCA？

非常欢迎和感谢各位老师的指导和建议。

wzkchem5

不要用数值Hessian。最新版ORCA已经支持解析Raman计算了，不要看旧的手册或教程。
https://www.faccts.de/docs/orca/ ... p;n=0#raman-spectra

CohenTang

wzkchem5 发表于 2026-3-26 13:11
不要用数值Hessian。最新版ORCA已经支持解析Raman计算了，不要看旧的手册或教程。
https://www.faccts.de/ ...

非常非常感谢wang老师的回复和提醒。之前我确实按照旧版的orca教程计算了，看了新版的orca计算Raman，我还有个问题是：
新版6.1的手册里解析计算似乎只能全体系计算？如果我只选定活性区域（分子+参与吸附的部分Au原子），该怎么设置呢？（类似旧版数值Hessian中的：partial_hessian {0,1,2...}）

Daniel_Arndt

CohenTang 发表于 2026-3-26 14:12
非常非常感谢wang老师的回复和提醒。之前我确实按照旧版的orca教程计算了，看了新版的orca计算Raman，我 ...

查一下手册里的Hybrid_Hess是不是你想要的功能。

CohenTang

Daniel_Arndt 发表于 2026-3-26 15:04
查一下手册里的Hybrid_Hess是不是你想要的功能。

感谢老师的回复和讨论。手册中hybrid_hess并不是我想要的功能，更接近的似乎是partial_hess， 不过二者都是在Numfreq之下的功能：
# Flags to control NumFreq calculation:
                                          
  CentralDiff  true    # use central differences [f(x+h)-f(x-h)]/2h - or -
                       # use one-sided differences [f(x+h)-f(x)]/h
  Restart      false   # restart a (numerical) frequency calculation
  DX           0.005   # increment h
  Increment    0.005   # increment h

  Hybrid_Hess  {...} end # calculate (numerical) Hybrid Hessian
  Partial_Hess [...] end # calculate (numerical) Partial Hessian

wzkchem5

CohenTang 发表于 2026-3-26 14:12
非常非常感谢wang老师的回复和提醒。之前我确实按照旧版的orca教程计算了，看了新版的orca计算Raman，我 ...

解析Hessian计算部分原子的耗时和计算所有原子差别不大，所以很少有程序实现计算部分原子的解析Hessian的功能

CohenTang

wzkchem5 发表于 2026-3-26 19:22
解析Hessian计算部分原子的耗时和计算所有原子差别不大，所以很少有程序实现计算部分原子的解析Hessian的 ...

感谢wang老师回复和指导，我试试看