求助使用CP2K基于MM对大体系进行结构优化的计算流程及输出是否正确

Ying_Zhang

麻烦各位老师帮忙检查一下我下列的计算流程及输出是否正确。

目前我在复刻一篇论文，我主要基于CP2K软件去复刻该论文，该论文为一个9000多原子的金刚石Si体系。

首先用CP2K对conventional standard的Si结构文件进行一个DFT的变胞优化（CELL_OPT），在优化的基础上，使XYZ三个轴发生转向，X= [11-2]，Y= [111]，Z= [1-10]，然后又再去扩胞成9000个原子的Si体系。然后，用Molecular Mechanics(MM)的方法，对扩胞后的Si进行晶胞优化（GEO_OPT），采用TERSOFF势，输入和输出文件在附件中。

想请教各位老师，我的MM的结构优化计算的输入输出是否合理，因为我就使用了1个48核的节点，结果不到一分钟就出来了。

Ying_Zhang

这在CP2K的MM中是正常现象吗

Uus/pMeC6H4-/キ

这里Si的tersoff势参数看起来和tests/Fist下面的一些测试文件用的基本一致，当然我不清楚是哪篇文献来的、适合什么样的Si体系，就不多评价了。

但是，这个晶胞参数看起来非常诡异，A和B不仅很长而且都偏离了软件习俗（参考http://bbs.keinsci.com/thread-46863-1-1.html的讨论）：

1.     &CELL
   
2.       A    31.22628797    44.16063994    54.08551716
   
3.       B    60.22212956    85.16695234  -104.30778835
   
4.       C   -13.38269460     9.46299411     0.00000000
   
5.       PERIODIC XYZ #Direction(s) of applied PBC (geometry aspect)
   
6.     &END CELL

复制代码

可以发一下最初的conventional standard的Si结构文件、DFT做变胞优化的输入输出文件及优化轨迹吗（可以打包压缩上传以减少尺寸）？最近开发者针对不符合习俗的输入晶格矢量的处理有一些讨论，预计新版的CP2K会有这方面的功能变化。

sobereva

如置顶的新社员必读贴、论坛首页的公告栏、版头的红色大字非常明确所示，求助帖必须在帖子标题明确体现出此帖内容是求助或提问，避免有任何歧义和含糊性，仔细看http://bbs.keinsci.com/thread-9348-1-1.html。我已把你的不恰当标题 “使用CP2K基于Molecular Mechanics(MM)对大体系进行结构优化” 改了，以后务必注意！

sobereva

Ying_Zhang 发表于 2026-6-4 17:50
这在CP2K的MM中是正常现象吗

有别人回复之前若需要对帖子进行修改、补充，应直接编辑原帖，不要通过回帖进行补充，导致信息零零碎碎，这点在置顶的新社员必读贴里明确说了。

Ying_Zhang

Uus/pMeC6H4-/キ 发表于 2026-6-4 17:52
这里Si的tersoff势参数看起来和tests/Fist下面的一些测试文件用的基本一致，当然我不清楚是哪篇文献来的、 ...

老师我忘记补充了，我在最初的conventional standard的Si中，采用CP2K进行DFT优化后，在此基础上使XYZ三个轴发生转向，X= [11-2]，Y= [111]，Z= [1-10]，然后进行扩胞的，所以导致可能与习俗晶格矢量有差别。进行旋转，也是针对该模型后续的操作有需求，所以进行旋转操作。老师我已经发送conventional standard Si的计算

Uus/pMeC6H4-/キ

Ying_Zhang 发表于 2026-6-4 21:02
老师我忘记补充了，我在最初的conventional standard的Si中，采用CP2K进行DFT优化后，在此基础上使XYZ三 ...

这个变胞优化的任务还是合理的，可能后续文件格式转换或者晶格矢量转换的软件操作有问题，所以才搞出如此别扭的结果。

我一般都是像之前http://bbs.keinsci.com/thread-56573-1-1.html说的那样用VESTA处理cif，晶格矢量转换和扩胞同时完成，导出cif文件可以直接设置为CP2K的&CELL/CELL_FILE_NAME和&TOPOLOGY/COORD_FILE_NAME（当然CELL_FILE_FORMAT和COORD_FILE_FORMAT也得设为CIF），这样肯定不会出现不合习俗的晶格矢量。

对于一开始“为什么结果不到一分钟就出来”的问题，看输出文件可知优化首步的步长和梯度即已远小于收敛限，判断为收敛就自然迅速正常结束了。如果扩大的体系仍然严格保持Si体相的原子排布（而没有删原子做空位、切表面扩真空区或者制造多晶等处理），可能PBE泛函和tersoff势描述的极小点非常相近，前者优化完的结构在后者看来几乎没有原子受力、无需移动原子。

Ying_Zhang

Uus/pMeC6H4-/キ 发表于 2026-6-4 21:43
这个变胞优化的任务还是合理的，可能后续文件格式转换或者晶格矢量转换的软件操作有问题，所以才搞出如此 ...

感谢老师建议，发现确实之前结构的晶格矢量比较不合习俗。采用老师的方法，已经成功解决，感谢老师建议。我在conventional standard基础上，对优化好的结构在VESTA中，进行晶格矢量转换及扩胞，然后对超胞先进行melecular mechanics (MM)的变胞优化，然后再进行MM下的晶胞优化。结果在附件中，麻烦老师看一下，我上述过程及附件结果是否合理，麻烦老师。

Uus/pMeC6H4-/キ

Ying_Zhang 发表于 2026-6-6 00:14
感谢老师建议，发现确实之前结构的晶格矢量比较不合习俗。采用老师的方法，已经成功解决，感谢老师建议。 ...

看起来还算合理。原子坐标、理论方法与收敛限都不变的情况下，做完变胞优化其实也没有什么必要再做一次固定晶胞的几何优化了，我不知道这是不是其他软件数值精度问题带来的习惯。

Ying_Zhang

Uus/pMeC6H4-/キ 发表于 2026-6-6 10:37
看起来还算合理。原子坐标、理论方法与收敛限都不变的情况下，做完变胞优化其实也没有什么必要再做一次固 ...

好的 老师 感谢老师宝贵的意见