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adf:chargepartition2019

使用FDE方法强制体系的某个区域带电

对于某些特殊问题,我们希望人为地限制电荷的分布,例如水分子解离为<chem>H+</chem>和<chem>OH-</chem>,我们希望H带正电、OH带负电。ADF里面提供两种方式:FDE和CDFT。

  • FDE:希望被限制的那个区域,被当做环境来处理,也进行精确DFT计算,但电子不计入最后的结果中,能级中也不反应被限制的区域的电子
  • CDFT:被限制的区域的电子,被当做普通的片段处理,只是区域的带电量不允许变化。这种方法往往很难得到收敛的结果。

本文使用FDE方法。并以$Ca(OH)_2$为例,设定其中一个OH带-1电荷,计算剩余部分的电子态。注意FDE不能用于结构优化、势能面扫描、过渡态搜索等。

使用软件版本AMS2019.301。

参数设置

用户自行选择适合的泛函、基组:

将体系分为OH和CaOH两个区域,其中OH是我们限制的一个区域,它的电荷我们设定为-1,它的电子密度将会使用精确DFT计算,但它对CaOH而言只是一个“环境”。分区操作,参考:如何创建分区

设定FDE参数如下:

  • 首先点击窗口底部的+,如上选择对应的参数,上方其他参数才能进一步设置,否则是灰色、不可设置的。
  • 其中的泛函是描述OH与CaOH之间的衔接问题,第一项选择PW91K,后面两相可以尽量与Main的泛函一致,不一致也问题不大。
  • 勾选右下角的Relax,是指考虑OH与CaOH互相之间的影响,彼此逐渐达到平衡。也就是先固定OH电子密度,再计算CaOH,得到CaOH电子密度后,再次计算OH电子密度,这样循环直到双方电子密度不再变化。
  • Relax Cycle是指上述循环的最大次数,一般30足够。
  • 左下角选择的OH,是指选择OH作为环境,CaOH作为真正关心的区域。

另外,该功需要使用STO基函数拟合电子密度,因此设置:

保存并提交任务。

结果查看

查看电子密度:

可以看到电子集中再CaOH区域,OH作为环境,不显示其内部电子结构。

Properties → Atom info → Mulliken Charge → Show,显示电荷(OH区域电荷不再计入,因此为0):

其中CaOH三个原子电荷总和为1.0。显示电子轨道,也将只显示CaOH的电子轨道。

AMS软件提供免费试用,试用申请方式参见AMS免费试用

adf/chargepartition2019.txt · 最后更改: 2022/10/31 19:30 由 liu.jun

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