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adf:如何为对称性的分子指定电子的占据方式

这是本文档旧的修订版!


如何指定电子的占据方式

方法一:在ADFinput > Model > Spin and Occupations中指定

Restricted方法

以Fe原子为例(一般存在d、f电子的体系,才需要用到该方法)。如果按照通常的计算方式,来计算Fe原子的基态,设置如下:

那么计算完毕之后,通过SCM LOGO > Level查看电子的占据方式,发现外层的8个电子都占据到d轨道上面去了,这和我们知道的信息是不符合的。因此我们需要人为指定占据方式:

在Spin and Occupations窗口点击run initial guess(如果之前计算过,那么可能不用点也会)弹出如下信息:

因为我们选择Core type为Large,所以实际上只计算了外层的8个电子,内层的电子全部被冻结了。我们人为地指定d上面占据6个电子,s上面占据2个电子,并勾选Use following Occupation,之后保存任务重新计算。则会得到正确的占据方式。

注意:这种方式,如果指定某个轨道上电子个数为1,实际上占据方式一定是:0.5在alpha,0.5在beta。

Unrestricted方法

我们以<chem>Nd3+</chem>为例。该体系是4重态,有三个电子自旋朝同一个方向。那么我们可以设置为:

上图中右边,总共列出了S、P、D、F八列数字,绿色框内是beta电子的占据情况、另外四列是对应的alpha电子的占据情况。其中F电子有3个,都占据在alpha自旋上。因此是我们希望的那样,是4重态。

方法二:在ADFinput > details > User input中,或run文件中直接添加文字来指定

在ADFinput > details > User input中,或run文件中中添加类似如下内容(在run文件的中部任何关键字block之间均可。关键字block是以名字开头,以END结束的数行内容,例如OCCUPATIONS关键字也是如此)。

Restricted方法

OCCUPATIONS
A1 4.0
B1 2.0
B2 2.0
END

其中A1、B1、B2是分子轨道的不可约表示名,后面的数字表示该不可约表示的电子个数。

OCCUPATIONS
A 14.0 1.0 1.0 1.0
END

表示有前14个电子,7个在能量最低的alpha轨道上、7个在能量最低的beta轨道上。然后剩下的3个能量依次较高的三个轨道中,分别占据0.5alpha电子、0,5beta电子,也就是总共有1.5电子平均分布在3个alpha轨道、1.5电子平均分布在3个beta轨道。

对Restricted方法的计算,用户也可以分别指定alpha电子、beta电子的个数,例如上面的占据方式和下面是等价的:

OCCUPATIONS
A1 2.0//2.0
B1 1.0//1.0
B2 1.0//1.0
END

如果是开壳层体系(有的电子的自旋没有配对),Restricted方法也允许用这种alpha、beta电子分开指定的方式,来实现高自旋态,这种情况,就只能手写类似如下的内容,到run文件或者User Input里面:

OCCUPATIONS
A 7.0//10.0
END

表示有7个alpha电子、10个beta电子。但遗憾的是,这样指定,基本上绝大部分情况,都不能收敛到正确的占据方式上去。例如,最后可能电子的占据方式是:

OCCUPATIONS
A 7.0//7.0 0.0 1.0 1.0 1.0
END

也就是:最低空轨道(本例中是第8个beta轨道)很可能比最高占据轨道(本例中为第11个beta轨道),能级还要低。在进行开壳层片段分析的时候,尤其要注意这一点。如果真实的占据方式变成这样,而这种占据就是你想要的,那么就需要按照这种方式设置Fragoccupations(关于该关键字的作用,参考fragmentocc

Unrestricted方法

用户只能分别指定alpha、beta电子的个数:

OCCUPATIONS
A1 2.0//2.0
B1 1.0//1.0
B2 1.0//1.0
END

表示A1不可约表示,Spin up占据2个电子,Spin down2个电子;B1不可约表示,Spin up占据1个电子,Spin down1个电子;B2不可约表示,Spin up占据1个电子,Spin down1个电子。 或者:

OCCUPATIONS
A1 11.0//10.0
B1 1.0//1.0
B2 1.0//1.0
END

表示A1不可约表示,Spin up的电子前11个轨道占据11个电子,Spin down前10个轨道占据10个电子;B1不可约表示,Spin up占据1个电子,Spin down1个电子;B2不可约表示,Spin up占据1个电子,Spin down1个电子。

OCCUPATIONS
A1 10.0 0.33333333333333 0.33333333333333 0.33333333333333//10.0
B1 1.0//1.0
B2 1.0//1.0
END

表示A1不可约表示,Spin up的电子前10个轨道占据10个电子,第11、12、13轨道分别占据1/3电子,Spin down前10个轨道占据10个电子;B1不可约表示,Spin up占据1个电子,Spin down1个电子;B2不可约表示,Spin up占据1个电子,Spin down1个电子。

对于没有对称性的分子,只有一个不可约表示A:

OCCUPATIONS
A 2.0 0.0 1.0// 4.0
END

表示A不可约表示Spin up的占据方式是:1 1 0 1,Spin Down的占据方式是1 1 1 1。

adf/如何为对称性的分子指定电子的占据方式.1495292617.txt.gz · 最后更改: 2017/05/20 23:03 由 liu.jun

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