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[CP2K] 求助 cp2k对NiO/AZO异质结进行几何优化时SCF不收敛

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求助 使用cp2k对NiO/AZO异质结进行几何优化SCF震荡不收敛,附上输入文件,请各位老师看一下哪里需要修正。感谢。

Layer21A.cif

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异质结建模

Layer21A.inp

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cp2k几何结构优化输入文件

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发表于 Post on 2026-6-19 17:18:18 | 只看该作者 Only view this author
我把BROYDEN_MIXING中的ALPHA改小到0.2甚至0.1,把NBROYDEN增大到12解决过很多SCF不收敛的问题

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发表于 Post on 2026-6-21 02:18:25 | 只看该作者 Only view this author
遇到此类问题一律先按下文试图解决
CP2K中遇到SCF难收敛时的解决方法
http://sobereva.com/665http://bbs.keinsci.com/thread-37196-1-1.html

算异质结前先算两个单独的slab确保SCF都能收敛
北京科音自然科学研究中心http://www.keinsci.com)致力于计算化学的发展和传播,长期开办极高质量的各种计算化学类培训:初级量子化学培训班中级量子化学培训班高级量子化学培训班量子化学波函数分析与Multiwfn程序培训班分子动力学与GROMACS培训班CP2K第一性原理计算培训班,内容介绍以及往届资料购买请点击相应链接查看。这些培训是计算化学从零快速入门以及进一步全面系统性提升研究水平的高速路!培训各种常见问题见《北京科音办的培训班FAQ》
欢迎加入北京科音微信公众号获取北京科音培训的最新消息,并避免错过网上有价值的计算化学文章!
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思想家公社的门口Blog:http://sobereva.com(发布大量原创计算化学相关博文)
Multiwfn主页:http://sobereva.com/multiwfn(十分强大、极为流行的量子化学波函数分析程序)
Google Scholar:https://scholar.google.com/citations?user=tiKE0qkAAAAJ
ResearchGate:https://www.researchgate.net/profile/Tian_Lu

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 楼主 Author| 发表于 Post on 2026-6-24 21:45:52 | 只看该作者 Only view this author
Arsenoma 发表于 2026-6-19 17:18
我把BROYDEN_MIXING中的ALPHA改小到0.2甚至0.1,把NBROYDEN增大到12解决过很多SCF不收敛的问题

谢谢老师,但是我尝试这个方法还是没有收敛

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 楼主 Author| 发表于 Post on 2026-6-25 10:18:42 | 只看该作者 Only view this author
本帖最后由 kernalith 于 2026-6-25 10:20 编辑
sobereva 发表于 2026-6-21 02:18
遇到此类问题一律先按下文试图解决
CP2K中遇到SCF难收敛时的解决方法
http://sobereva.com/665(http://b ...

老师,我将异质结扩胞开OT不用k点进行结构优化SCF成功收敛,但是原子数达到1152个,计算速度也变慢很多,请问cp2k这样计算是合理的吗?我后续计算体系的能带 DOS等都采用这个扩胞后的结构进行优化合理吗?

Layer21A_kb.inp

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 楼主 Author| 发表于 Post on 2026-6-25 10:47:36 | 只看该作者 Only view this author
Arsenoma 发表于 2026-6-19 17:18
我把BROYDEN_MIXING中的ALPHA改小到0.2甚至0.1,把NBROYDEN增大到12解决过很多SCF不收敛的问题

但是我扩胞后开OT后SCF收敛了,但是体系原子数达到1152,请问老师这样进行结构优化合理吗

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发表于 Post on 2026-6-25 10:48:41 | 只看该作者 Only view this author
kernalith 发表于 2026-6-25 10:18
老师,我将异质结扩胞开OT不用k点进行结构优化SCF成功收敛,但是原子数达到1152个,计算速度也变慢很多, ...

1000多原子也太夸张了吧,我的个人建议是先不用急着开OT,上面卢老师也说了,在算异质结之前先确保两个单体的收敛性都正常,再在此基础上进行异质结的计算,所以你可以先尝试一下两个单体的自洽场计算,排查一下scf不收敛是什么原因,然后大家讨论下逐个击破。(我先简单猜测一下是由于过渡金属氧化物导致的)

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 楼主 Author| 发表于 Post on 2026-6-25 11:08:39 | 只看该作者 Only view this author
阿夸夸 发表于 2026-6-25 10:48
1000多原子也太夸张了吧,我的个人建议是先不用急着开OT,上面卢老师也说了,在算异质结之前先确保两个单 ...

老师,我对AZO这个slab单独做几何优化考虑K点,SCF明显震荡不能收敛。多次调整参数也没能解决,可以麻烦老师帮我看下吗。扩胞开OT后才收敛了(很慢)。

Layer21Aazo.out

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发表于 Post on 2026-6-25 11:39:11 | 只看该作者 Only view this author
本帖最后由 阿夸夸 于 2026-6-25 11:52 编辑
kernalith 发表于 2026-6-25 11:08
老师,我对AZO这个slab单独做几何优化考虑K点,SCF明显震荡不能收敛。多次调整参数也没能解决,可以麻烦 ...

这个输出文件是考虑K点时的吗?收敛趋势很明显啊,再有就是结构中的Al原子你是掺杂进去了吗,还是什么情况,再有就是建议把 EXTRAPOLATION USE_PREV_P以及IGNORE_CONVERGENCE_FAILURE 打开

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发表于 Post on 2026-6-25 13:05:01 | 只看该作者 Only view this author
用OT算超胞的做法自身并无问题,但这样计算能SCF收敛并不意味着结果就是合理的,因为可能没有收敛到真正的基态波函数
NiO是反铁磁性体系,原理上应当恰当设置初猜原子自旋磁矩用UKS计算。不合理的初猜波函数容易导致SCF难收敛,或者即便收敛了也没意义
建议你先把NiO自身的计算弄明白了再说算异质结的事
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 楼主 Author| 发表于 Post on 2026-6-27 15:13:44 | 只看该作者 Only view this author
sobereva 发表于 2026-6-25 13:05
用OT算超胞的做法自身并无问题,但这样计算能SCF收敛并不意味着结果就是合理的,因为可能没有收敛到真正的 ...

老师,我对照您CP2K的讲义对Ni通过MAGNETIZATION设置了初猜自旋磁矩,但用k点计算仍然难以收敛。想请教下这样的设置还存在哪些错误,遗漏了哪些细节。

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 楼主 Author| 发表于 Post on 2026-6-27 15:15:56 | 只看该作者 Only view this author
本帖最后由 kernalith 于 2026-6-27 16:17 编辑

这是给Ni加了自旋磁矩的输入文件,想请教下这个里面问题出在哪里?还是这个体系一定需要设置电子组态才能够收敛?尝试将ALPHA调整为0.1,NBROYDEN调整为16,SCF仍然震荡不收敛。

nio_energy_D.inp

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发表于 Post on 2026-6-28 01:36:06 | 只看该作者 Only view this author
kernalith 发表于 2026-6-27 15:15
这是给Ni加了自旋磁矩的输入文件,想请教下这个里面问题出在哪里?还是这个体系一定需要设置电子组态才能够 ...

当前输入文件没明显问题,下文里还有其它可以尝试的
CP2K中遇到SCF难收敛时的解决方法
http://sobereva.com/665http://bbs.keinsci.com/thread-37196-1-1.html

Z方向盒子没必要那么大,太浪费时间
原子初猜自旋磁矩可以适当设大点
也可以尝试+U(据悉快要发布的2026.2版此功能会支持k点),不需要Ueff多合适,尝试2-4 eV范围能收敛到定性正确的电子组态即可
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Google Scholar:https://scholar.google.com/citations?user=tiKE0qkAAAAJ
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