使用QMMM或QUILD,需要用到ADF的基本功能——分区: 即我们希望对某一个区域的原子进行量子力学的计算,而对剩下的区域进行分子力学的计算。
1,划分区域 即将体系(泛指所有在ADFinput中的原子,无论是一个分子还是多个分子)中一部分原子选中,然后创建一个区域(例如我们希望使用QM计算的区域),方法如下:
按住Shift键之后,即可用鼠标进行原子的多选,选中的原子都会高亮显示。可以配合:
达到选择恰当原子的目的。
选完所有需要选中的原子,然后如下图所示:
点击下图红色框所示的“+”号,即表示创建一个区
创建之后,左边在“区”内的原子就变成带“晕”的状态。区的名字,用户可以自己命名(注意避免空格、中文字符),例如此处命名为QM_Region
如果还有其他分区要创建,则重复上面的过程,分别创建。
而此例中,我们只需要创建两个区域,因此除了上面的第一个区域,剩余原子都归入第二个区域,因此,Select——invert Selection选中所有剩余原子,添加新区:
命名为MM_Region。
注意:此处QM、MM区域是可以根据用户的需要自己定义的。一般我们关心成键状况、化学反应的原子,以及与它们较邻近的原子,都划入QM区域。
2,设置QM、MM计算的参数
选择QM的区域:
如上图所示,下方将出现三个选项,一个是总体任务设置的,另外两个分别是QM、MM的参数设置的。
QMMM的参数设置:
Task:选择任务类型,例如结构优化、过渡态搜索等; Electrostatic coupling:静电耦合的级别,如果下面的精度、计算量高于上面的选项 Capping method:可以选择大家熟悉的IMOMM-洋葱模型
QM部分的参数设置:
可以参考常规的DFT计算参数设置,如:计算HOMO-LUMO、文献重现:锌酞菁的基态与激发态计算(第二部分)、geoopt等。
MM区域的参数设置: 其他参数基本上可以使用默认参数,使用的力场可以根据需要修改,ADF自带有两种力场可供选择:Tripos5.2和Amber95。如果用户有其他力场,则通过Force field file选取。
3,文件保存
保存时,如果是Task选择的是几何结构优化,会提示用旧的优化方法(ADF的优化方法有两种:old,准牛顿法;New(或Auto),共轭梯度法,默认采用后者,但QMMM只能用前者),选择yes。然后保存任务,并运行。如果是单点计算则不会提示。有不同的提示时,千万注意看提示的内容。
ADF参数如果设置不合理,保存的时候,会自动提示,修改之后,再保存就不会提示了。因此提示内容是非常重要的。
如果选择结构优化,则优化完成后的整个体系的坐标,在out文件中。
4,QUILD的使用
QUILD的使用与QMMM非常类似,但分区可以更灵活,可以分为任意多个区域,并且每个区域使用不同的方法来处理。
我们对QUILD的主面板进行讲解即可,其他步骤与QMMM完全相同。
主面板中,参数设置也可以参考QMMM计算的参数设置。唯一不同的,在于各个区域计算方法的定义:
ADF软件提供免费试用,试用申请方式参见费米科技维基百科:AMS免费试用