adf:nebandtssofband
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| adf:nebandtssofband [2020/04/09 18:31] – [前言] liu.jun | adf:nebandtssofband [2022/01/20 20:23] (当前版本) – [前言] liu.jun | ||
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| - | ======一维、二维材料高精度、高效率的NEB过渡态搜索====== | + | ======更高效的一维、二维材料过渡态搜索====== |
| =====前言===== | =====前言===== | ||
| - | 本文中，我们首先介绍如何使用NEB方法搜索过渡态，以及在NEB的结果的基础上，进一步提高精度优化出高精度、可验证的过渡态。本文以$MoS_2$的一维条带(替代掺杂了一个Co原子)为例进行演示。另，本文中单胞实际上包含奇数电子，这意味着开壳层问题，而实际一般是闭壳层，所以更正确的做法，是对该体系做二倍大的超胞，然后再吸附$H_2$，用户在实际使用过程中，要注意这一点。本文为了节省计算量，因此采用了这个略有问题的最小单胞。 | + | 本文中，我们首先介绍如何使用NEB方法搜索过渡态，以及在NEB的结果的基础上，进一步提高精度优化出高精度、可验证的过渡态。本文以MoS< |
| - | 对于二维体系，BAND的效率高于同等精度的平面波程序，而一维体系比二维体系更高，几乎接近非周期性体系的计算效率。本文以一维材料为例，二维材料、三维材料过程完全类似。 | + | 对于二维体系，BAND的效率高于同等精度的平面波程序，而一维体系比二维体系效率更高，几乎接近非周期性体系的计算效率。本文以一维材料为例演示计算过程，二维、三维材料过程完全类似。 |
| - | + | ||
| - | 另外，BAND可以处理真正的一维、二维模型。在BAND中，二维材料（周期性设置为Main > Periodicity > Slab）**上下表面外，均为半无限大的真空**，一维材料（周期性设置为Main > Periodicity > Chain）**外围为无限大真空**，二者均无需人为添加“真空层”。 | + | |
| - | + | ||
| - | 需要强调的是：**BAND也可以像平面波软件那样，使用三维周期性边界条件，通过添加真空层来处理二维、一维材料，但这对BAND而言，是非常不明智的做法，因为这种做法既增大了计算量，又降低了精度。平面波程序之所以这样处理，是因为平面波程序，无法处理真正的二维、一维材料，不得已只能用三维材料，仿冒二维、一维材料。** | + | |
| + | 另外，BAND可以处理真正的一、二维模型，一维材料（周期性设置为Main > Periodicity > Chain）**外围为无限大真空**，二维材料（周期性设置为Main > Periodicity > Slab）**上下表面外，均为半无限大的真空**，均无需人为添加“真空层”。 | ||
| + | 需要注意的是：BAND也可以像平面波方法那样，使用三维周期性边界条件，通过添加真空层来建立一、二维模型，但这既增大了计算量，又降低了精度。 | ||
| =====模型===== | =====模型===== | ||
| 我们使用文献（[[https:// | 我们使用文献（[[https:// | ||
| - | * [[adf: | + | * [[adf: |
| - | * [[adf: | + | * [[adf: |
| =====NEB参数设置===== | =====NEB参数设置===== | ||
| 行 23: | 行 21: | ||
| 注意： | 注意： | ||
| - | * Initial System对应上面的反应物结构，Final System对应产物结构，选择了这两项后，Input窗口左边底部就多了两个切换按钮，可以分别把两个结构粘贴到Initial、Final两个窗口里面（如下图所示）。 | + | * Initial System对应上面的反应物结构，Final System(选择New Molecule就出现Mol2窗口)对应产物结构，选择了这两项后，Input窗口左边底部就多了两个切换按钮，可以分别把两个结构粘贴到Initial、Final两个窗口里面（如下图所示）。 |
| - | * Number of Image，表示从反应物到产物之间，计算20个过渡结构，找到过渡态的大致区间。这个值实际上可以设置的更小一些，例如10，这样计算量小一半 | + | * Number of Image，表示从反应物到产物之间，计算20个中间过渡结构，找到过渡态的大致区间。这个值实际上可以设置的更小一些，例如10，这样计算量小一半。 |
| * Optimize reactants/ | * Optimize reactants/ | ||
| 行 34: | 行 32: | ||
| {{ : | {{ : | ||
| - | 降低收敛标准（NEB过程，尤其是第一次的NEB过程，并不需要严格收敛。这样可以降低计算量，而不影响精度）： | + | 降低收敛标准（NEB过程，尤其是第一次的NEB过程，并不需要严格收敛。这样可以降低计算量，而不影响最终精度）： |
| {{ : | {{ : | ||
| 行 41: | 行 39: | ||
| < | < | ||
| GeometryOptimization | GeometryOptimization | ||
| + | Method Quasi-Newton | ||
| Quasi-Newton | Quasi-Newton | ||
| Step | Step | ||
| 行 48: | 行 47: | ||
| End | End | ||
| Convergence | Convergence | ||
| - | Gradients | + | Gradients |
| - | Step 2.0e-3 | + | |
| End | End | ||
| End | End | ||
| </ | </ | ||
| - | 也就是增加了Quasi-Newton字段，TrustRadius | + | 也就是**增加了Quasi-Newton字段**，TrustRadius |
| + | ===备注：=== | ||
| + | <color gray> | ||
| 保存*.run文件，并运行任务。 | 保存*.run文件，并运行任务。 | ||
| 行 66: | 行 66: | ||
| =====第二次NEB计算===== | =====第二次NEB计算===== | ||
| - | 将接近顶部，偏左侧一些距离的结构，File - Save Geometry，保存作为第二次NEB计算的“反应物”，顶部偏右侧一些的结构保存，作为第二次NEB的“产物”。换句话说，缩短NEB的范围，再次进行计算。 | + | 将能量变化曲线接近顶部，偏左侧一些的结构，File - Save Geometry，保存作为第二次NEB计算的“反应物”，顶部偏右侧一些的结构保存，作为第二次NEB的“产物”。换句话说，缩短NEB的范围，再次进行计算。 |
| 第二次计算，与前面大同小异。仅仅需要注意： | 第二次计算，与前面大同小异。仅仅需要注意： | ||
| 行 98: | 行 98: | ||
| =====高精度过渡态优化===== | =====高精度过渡态优化===== | ||
| 一般而言，基于第二次NEB的结果，就可以进行高精度计算，精确优化得到鞍点了，计算过程参考：[[adf: | 一般而言，基于第二次NEB的结果，就可以进行高精度计算，精确优化得到鞍点了，计算过程参考：[[adf: | ||
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| - | 如何通过计算反应相关的部分原子的频率，近似地得到反应相关的自由能？参考：[[adf: | ||
adf/nebandtssofband.1586428318.txt.gz · 最后更改: 2020/04/09 18:31 由 liu.jun