BAND对周期性体系进行势能面扫描(得到鞍点的初始猜测)

参数设置

基本参数

设置基本参数如上图所示(注意Periodicity为Slab)。泛函和基组，可以根据需要选取即可，基组的选取，参考：BAND：如何设置基组。

势能面扫描参数设置

点击PES Scan右侧的 “>” 按钮，详细设置势能面扫描。选中H-S原子，点击其右侧产生的“distance”选项前面的＋：

然后设置该distance的变化范围，从当前的2.018埃变化到1.4埃（因为我们估计1.4埃二者已经成键，实际上简单计算H2S的键长，略低于1.4埃），如下图所示。

注意该扫描条件后面的编号是SC-1，上方可以为SC-1这个扫描条件设置点数。点数越多，势能面扫描越细腻，但是越费时间，我们希望尽量减少点数，同时又能清楚的知道能量变化趋势，因此我们这里设置6个点，大致S-H键长每变化0.1埃对应一个点。

另外，考虑到大量原子实际上在反应过程中，几乎不受影响，因此出于两种原因：

节省计算量，不再去优化这部分原子。
避免这部分原子细微位移引发的能量变化，干扰反应能垒的数值

我们需要冻结这部分原子。大分子体系的过渡态计算中，类似地也必须这样做。

选中这些原子，点击右侧产生的“fix position”选项前面的＋即可。

在不影响精度的前提下，进一步节省计算量，为远离反应区域的原子设置小基组

如果体系比较大，原子个数多，例如厚度更大的体系，底部的原子几乎不受反应的影响，我们还可以为这些不重要的原子设置小基组，从而进一步降低计算量：

选中这些原子，并创建一个region，分区操作参考：如何创建分区，这里分区名为Region_1。然后为这个分区设置基组为很小的基组DZ。

收敛性设置

BAND默认的收敛条件比较苛刻，用于过渡态计算的PES，并不需要这么严苛的收敛，修改收敛条件如下：

也就是收敛时，最大梯度不超过3.0*10$^-3$，能量变化量不超过1*10$^-4$，位移变化量不超过0.005埃。当然上图选择了优化的算法为Quasi-Newton法。

另外，原子位移量需要设置一个上限，否则优化过程会出现剧烈振荡，不易收敛。设置方法：保存任务后，修改生成的*.run文件：

在GeometryOptimization字段加入如下关于准牛顿法的设置：

     Quasi-Newton
        Step
           TrustRadius 0.01
        End
     End

也就是变成这样：

GeometryOptimization
    Method Quasi-Newton
     Quasi-Newton
        Step
           TrustRadius 0.01
        End
     End
    Convergence
        Energy 1.0e-4
        Gradients 3.0e-3
        Step 0.005
    End
End

千万注意：Quasi-Newton这个词是出现了2次的。很多用户容易漏写第二次。

*.run修改完毕后，直接运行任务即可（切勿在Input窗口再次保存，否则会覆盖掉刚才的修改）。

结果查看

计算完毕，在SCM LOGO > Movie 中，点击窗口下方的播放按钮，可以看到这个变化过程。默认下，会同时显示能量、梯度、梯度均值的变化曲线，非常混乱。菜单栏Graph - Delete Graph，删除曲线，然后Graph - Energy，只显示能量变化曲线：

可以看到H逐渐靠近S的过程中（我们只关心每个台阶最后一个点，也就是收敛的点），总体能量呈现单向升高的趋势，而且最终H-H也没有断裂。也就是说，一个H原子进攻S，并不足以形成H-S键。

第二次PES过程

因此将上面最终结构提取出来，在固定当前S-H键长的前提下，我们进一步扫描另一个H原子与逐渐靠近的过程。设置过程与上面大同小异，唯一的区别是PES的限制条件，如下图所示：

SC-2限制了之前扫描的两个原子之间的距离为1.4埃，固定不变，因此起始值都是1.4，另外一对H-S距离从2.347变化到1.4埃。需要注意的是PES不允许设置点数小于2，因此不得已设置了2。两个扫描条件下，会形成N1*N2个点。也就是首先固定条件2的某个值，然后扫描第条件1，完毕后，变化条件2的值，再扫描一次条件1。所以这里条件1会被扫描两次。我们只需要取第一次即可。因此我们需要注意监控计算结果，出现能量升高再降低的趋势，实际上就可以停止，不再扫描下去了。因为此时“鞍点”初始猜测也已经得到了。

结果如下：

很遗憾地看到此时H-H仍然没有断裂，而且能量仍然单调上升。

我们再次固定两个S-H键长，加大H-H距离：