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adf:peda-nocv-polymer

这是本文档旧的修订版!


ETS-NOCV计算:聚合物的片段相互作用、电子转移

预备知识

由于pEDA分析支持正常k空间布点,而NOCV则只支持Gamma点,因此建议二者分别计算。本文使用AMS2019.301完成。

NOCV orbital、NOCV density、NOCV Def(ference) density的化学直观含义,参考:ETS-NOCV理论,尤其是ETS-NOCV方法将EDA(能量分解)中Orbital Interactions具体分解到不同轨道上

模型

这里我们跳过了结构优化的步骤。直接给出优化后的结构:

    Atoms
        H 0.4137584865093231 -1.364407896995544 -0.1048367694020271
        H 3.905043363571167 -1.368606209754944 -0.1630810648202896
        O -1.776240348815918 -0.0372278243303299 0.1618054360151291
        O 1.821238875389099 0.03570600971579552 0.2059087008237839
        H -1.408504962921143 1.645284414291382 -1.043372511863708
        H 2.18213939666748 1.707667112350464 -1.009295344352722
        H -0.3535199165344238 1.359930753707886 0.4157731831073761
        H 3.295168399810791 1.394378900527954 0.39700847864151
        C -0.8852173686027527 0.8954787254333496 -0.4305866062641144
        C 2.724980115890503 0.945950984954834 -0.4311369955539703
        O 0.03939072415232658 0.2860212028026581 -1.339725971221924
        O 3.576916217803955 0.3126263022422791 -1.369324088096619
        C 0.9520775079727173 -0.6158681511878967 -0.7048302292823792
        C 4.457893371582031 -0.6303196549415588 -0.7661175131797791
        H 1.498764157295227 -1.074758529663086 -1.543194055557251
        H 4.984376907348633 -1.096200942993164 -1.611913681030273
        O -0.781221330165863 -0.4054707288742065 -4.007828235626221
        H -0.4269334971904755 -1.302894949913025 -4.186177730560303
        H -0.4472250938415527 -0.1933794617652893 -3.102663278579712
    End
    Lattice
        7.144288539886475 0.0 0.0
    End

把这段数据直接复制到Input窗口即可。注意,此时Main窗口的Periodicity自动修改为Chain了,也就是一个真正的一维材料,外围为无限大的真空。

第二步:设置参数

参数设置详细介绍,参考:【入门基础教程】单点计算与BAND的基本参数设置。这里由于研究表面吸附,存在弱键,因此使用色散修正泛函-D3(BJ)。元素较轻,因此DZP基组即可:

体系分成吸附水分子、聚合物2个区,分区方法参考如何创建分区,如下图: K点必须设定为Gamma Only 打开NOCV开关:

勾选该选项:

设置完成后,File > Save As,保存任务。

3,结果查看:

1)查看NOCV能量项:

在ADFinput窗口点击SCM LOGO > Output,点击Properties > PEDA-NOCV Energy Terms

各项意义,参考预备知识。

2)查看NOCV轨道:

在ADFinput或者Output窗口点击: SCM LOGO > View > Fields → Grid → Fine, Add → Isosurface: With Phase

3)查看某NOCV引起的形变密度(电子从红色区域流向蓝色区域):

设置NOCV轨道和形变密度透明度、背景色、导出图片,参考【入门基础教程】ETS-NOCV计算:材料表面-分子的轨道相互作用、电子转移

注意:

  • SCM LOGO > View>Add>Isosurface>NOCV densities,显示NOCV的密度空间分布;
  • SCM LOGO > View>Add>Isosurface: With Phase > NOCV Orbitals,显示NOCV轨道波函数的空间分布(包括两个相位都显示);
  • SCM LOGO > View>Add>Isosurface: With Phase > NOCV Def Densities,显示NOCV之间的密度差(例如NOCV_1**2表示第一个NOCV的模方,也就是密度),电子从红色区域流向蓝色区域。
  • 所有的NOCV Def Densities加起来,就是形成吸附的过程中总的电子转移

电子的转移

NOCV是成对出现的(alpha、beta),一般研究第i个NOCV带来的电子转移,要把第i个alpha的NOCV的NOCV Def Densities和第i个beta的NOCV的NOCV Def Densities加起来:SCM LOGO > View, Fields > Grid > Fine, Fields > calculate,之后窗口下方

  1. 第一个是编号,此处为C-1,后面会用到
  2. 第二个是选择要加的第1个量,选择例如NOCV Def Densities列表中第1个
  3. 第三个是选择符号,默认为-,这里改为+
  4. 第四个是要加的第二个量,选择例如NOCV Def Densities列表中第2个(通常第2n个和第2n+1个(n>=0)是同一个NOCV的两种自旋)

之后,Add>Isosurface: With Phase,然后在下方Select Field区域选择Other,然后选中列表中的C-1。如此则显示了第1个NOCV的alpha和beta轨道,带来的电子的转移。

根据“NOCV对”(包含alpha和beta)对ΔEorb的贡献大小(例如前面看到,第一个NOCV对ΔEorb的贡献是-388.32211kcal/mol),找到形成该键,主要的是第几个“NOCV对”(包含alpha和beta)的贡献?从而根据该“NOCV对”的Def Densities加和,来判断出形成该键的时候,电子是从什么轨道转移到什么轨道?根据该“NOCV对”的Def Densities加和是sigma型还是Pi型、芳香型,来判断是不是从sigma轨道转移到Pi轨道?等等。

如果将所有“NOCV对”的Def Densities加和,则得到形成该键的总的电荷转移。但一般而言,实际上主要贡献的“NOCV对”只有1~2对。因此一般看前1对,2对的Def Densities加和就能看出规律来了。

adf/peda-nocv-polymer.1575892410.txt.gz · 最后更改: 2019/12/09 19:53 由 liu.jun

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