这是本文档旧的修订版!
ADF参数设置详解
Main
注意(非常重要):Main的设置都是是关于基态的!
Preset:常用的选项包括Single Point、Frequencies、Geometry Optimization、Geometry Opt & Freqs、Linear Transit、Transition State Search。
Total Charge:指左边窗口整个体系总共带的电量。ADF2016以后的版本也支持将电荷指定到特定的片段上去(在Model > Constraint DFT中设置)
Spin Polarization:设定未配对电子数。如果有一个电子没有配对(二重态)则填1,有两个电子没有配对(三重态)则填2,以此类推。故而奇数电子的体系,此处应填写奇数;偶数电子体系,此处应填写偶数。
Unrestricted:此设置是关于自旋向上和向下的电子是否使用同一套空间波函数轨道。如果不打勾(默认),自旋向上的电子和向下的电子,空间波函数一致,仅仅自旋相反;如果打勾,则表示自旋向上的电子与自旋向下的电子,其波函数分别通过迭代求得。
XC Functional:指定计算所使用的泛函。参考:不同泛函的特点
Relativity:指定相对论的设置。默认不使用相对论(None)。启用相对论,请参考相对论中Scalar与Spin-Orbit的区别、如何计算单重态到三重态的激发(相对论、许可跃迁)、nonrels-t
Basis Set:设置计算所使用的基组,具体参考:ADF:一般情况下如何选择基组Basis Set、diffbasisfordiffelement、对同一种元素的不同原子指定不同基组
Frozen Core:参考同上。但对于重元素,例如Cu、U,使用Core Large的结果往往更可靠。
Numerical Quality:设置空间积分的精度,一般结构优化选用Normal,性质计算选用Good(实际上一般用Normal也可以,对结果影响很小),如果使用metaGGA或者Meta-Hybrid,则需要使用Very Good或者Excellent。精度越高,表示将分子所在的空间划分的格点越细,这样计算量越大,计算得到的波函数也越精细。而meta泛函之所以选择高精度,是因为meta泛函与电子密度空间分布的二阶导相关。一般meta泛函只是在非常局域的轨道存在的时候使用,例如存在d电子、f电子的体系,这些体系电子密度在空间分布中震荡很剧烈,二次二阶梯度也较大。格点不够细致的话,会漏掉很多剧烈震荡的信息。
Model
Constraint DFT:如果正确的设置了片段(设置片段的方式,参考
如何创建分区),那么在此处可以为每个片段单独设置电荷。点击Change Constraints之后,在Region下拉框选择要设置的区域,然后在Charge里面为该区域指定电荷。
Coordinates:列出分子中每个原子的坐标。如果分子很大,那么可能需要拖动一下窗口的边沿改变一下窗口的尺寸,这样才会出现滚动条,从而看到所有的原子的坐标。鼠标点击某一行(这一行列出的是该原子的x、y、z坐标值)的时候,左边窗口的原子也会高亮显示。
DIM/QM:这是设置DIM/QM区域。通常用于计算大的团簇(几百上千原子)表面吸附分子的激发态、表面增强拉曼等等,如果将所有原子都精确计算的话,计算量就非常的大。DIM/QM做了分别对待,对部分区域(被设置为DIM part的区域)采用高效率的处理。
Electric Field:为分子设置一个外加的电场。这个电场可以是点电荷导致的电场,也可以是匀强电场。设置方式参考:
ADF模块如何外加电场
Geometry Constraints and Scan:进行Linear Transit计算的时候需要设置此处,具体参考:
TSSexample
IRC与Linear Transit (old):这是内反应路径计算,以及旧的Linear Transit方案,不是很常用。
MD via ASE:基于DFT的非周期性的分子动力学模拟。参数设置与一般的分子动力学类似。其中Sampling Frequency是指每模拟多少步,保存一次坐标信息。Simulation Method设置系综,可以参考ReaxFF模块的系综设置:
如何理解、选择系综
Minimum Energy Crossing Point:计算MECP的设置
Nudged Elastic Band:使用NEB方法搜索过渡态。ADF原先有更为精确的过渡态搜索方法。此处的NEB方法是一种比较粗糙的过渡态搜索方法。但该方法很流行。
-
Solvation:考虑溶剂化效应的设置。如果要考虑溶剂化,则将Solvation method从none改为SCRF或者COSMO或SM12即可。其中COSMO和SCRF参考SCRF
cosmo。SM12的设置类似COSMO。
Spin and Occupation:如果默认计算得到的电子占据方式不正确,并且体系有对称性,那么使用这个选项,手工地指定电子的占据方式。使用方法参考:
如何为对称性的分子指定电子的占据方式
Transition State Search:是为过渡态搜索进行详细设置。这个选项一般情况下不需要设置,对技巧性要求非常高。具体参考:
TSSexample
Type of excitations
Method
Davison:使用Davison近似对角化Kernel矩阵得到激发能,速度快,计算量小,精度可靠
Exact:精确对角化Kernel矩阵得到激发能,速度非常慢,计算量非常大,精度比Davison高一些
Delta eps:速度非常快,不准确,不太可靠
sTDA、sTDDFT:速度快,可靠度略低于Davidson,适用于杂化泛函
TD-DFT+TB:速度非常快(激发态的计算使用TB近似),可靠度略低于Davidson
TDA
一种近似TDDFT,一定程度上,会降低TDDFT可靠度
Number of Excitations
设置需要计算的激发态的个数,默认为10个。会影响吸收谱的偏短波一端的峰形(因为只计算了能量最低的10个峰)。但也不宜设置的过大,一般不要超过60,会非常严重地增大内存需求。而且如果不关心高激发态,也没必要设置的比较大。
其他
Properties和details的设置参考ADF模块的常用功能使用范例:adfmodule