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co:pd_100_结构优化

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co:pd_100_结构优化 [2018/05/09 22:47] – [平衡校正] xie.congweico:pd_100_结构优化 [2018/06/15 10:22] (当前版本) – [CO/Pd (100)的结构优化] fermi
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 版本:2015.1 版本:2015.1
  
-在本教程中,您将学习如何用Fixed和Rigid约束原子并进行结构优化。学习案例为CO分子在Pd(100)面上的吸附,所选计算工具为ATK-DFT计算引擎和标准GGA泛函。+在本教程中,您将学习如何用 Fixed 和 Rigid 约束原子并进行结构优化。学习案例为 CO 分子在 Pd(100) 面上的吸附,所选计算工具为 ATK-DFT 计算引擎和标准 GGA 泛函。
  
 具体地,您将: 具体地,您将:
  
-1、优化块体钯晶体;+  - 优化块体钯晶体; 
 +  - 切割块体获得 Pd(100) 面,然后弛豫结构; 
 +  - 表面吸附 CO 分子,按以下 2 步对体系进行弛豫; 
 +    - 初始弛豫期间,给原子施加 Rigid 约束; 
 +    - 最终优化时,对底部的 Pd 原子施加 Fixed 约束。 
 +  - 最后,弛豫 CO 分子,计算吸附能。
  
-2、切割块体获得Pd(100)面然后弛豫结构;+<WRAP center info 100%> 
 +=== 提示 === 
 +**本教程使用特定版本的QuantumATK创建因此涉及的截图和脚本参数可能与您实际使用的版本略有区别,请在学习时务必注意。** 
 +</WRAP>
  
-3、表面吸附CO分子,按以下2步对体系进行弛豫; 
- 
-(1)初始弛豫期间,给原子施加Rigid约束; 
- 
-(2)最终优化时,对底部的Pd原子施加Fixed约束。 
- 
-4、最后,弛豫CO分子,计算吸附能。 
  
 {{ :co:introbar.png?direct&900 |}} {{ :co:introbar.png?direct&900 |}}
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 ===== 钯块体 ===== ===== 钯块体 =====
  
-创建一个新的项目,命名为“Pd100_CO”,打开**Builder** {{:atk:builder.png?direct&25|}} 。+创建一个新的项目,命名为 “Pd100_CO”,打开 **Builder** {{:atk:builder.png?direct&25|}} 。
  
-* 点击Add  From Database将钯块体结构导入到Stash,然后用发送按钮 {{:atk:sendto.png?direct&20|}} 传送构形到**Script Generator** {{:atk:script_generator.png?direct&25|}} 。 +  * 点击 Add {{:atk:arrow.png?direct&5|}} From Database 将钯块体结构导入到 Stash,然后用发送按钮 {{:atk:sendto.png?direct&20|}} 传送构形到 **Script Generator** {{:atk:script_generator.png?direct&25|}}。 
- +  在 Script Generator 中,双击添加 {{:atk:calculator.png?direct&25|}} **New Claculator** 和 {{:atk:optimization.png?direct&25|}} **OptimizeGeometry** 模块到脚本,将默认输出文件名称改为 ''Pd_bulk.nc''
-♥ 在Script Generator中,双击添加 {{:atk:calculator.png?direct&25|}} **New Claculator**和 {{:atk:optimization.png?direct&25|}} **OptimizeGeometry**模块到脚本,将默认输出文件名称改为''Pd_bulk.nc''+
  
 {{ :co:pd_w1_2.png?direct&700 |}} {{ :co:pd_w1_2.png?direct&700 |}}
  
-♥ 双击 {{:atk:calculator.png?direct&25|}} **New Claculator**模块,在随即打开的窗口中设置参数: +  * 双击 {{:atk:calculator.png?direct&25|}} **New Claculator** 模块,在随即打开的窗口中设置参数: 
- +    //k-point sampling//:9×9×9; 
-◊ //k-point sampling//:9×9×9; +    //exchange-correlation//:GGA-PBE 泛函。 
- +  打开 {{:atk:optimization.png?direct&25|}} **OptimizeGeometry** 模块,如下图所示设置参数。特别地: 
-◊ //exchange-correlation//:GGA-PBE泛函。 +    不勾选 //Constrain cell// 以确保应力弛豫; 
- +    降低 Stress tolerance 至 0.005 eV/Å<sup>3</sup>;  
-♥ 打开 {{:atk:optimization.png?direct&25|}} **OptimizeGeometry**模块,如下图所示设置参数。特别地: +    点击 //Save trajectory// 保存弛豫的轨迹,输入轨迹文件名称为 ''Pd_bulk.nc''
- +
-◊ 不勾选//Constrain cell//以确保应力弛豫; +
-    +
-◊ 降低Stress tolerance至0.005 eV/Å<sup>3</sup>; +
-    +
-◊ 点击//Save trajectory//保存弛豫的轨迹,输入轨迹文件名称为''Pd_bulk.nc''+
            
 {{ :co:pd_w2_2.png?direct&400 |}} {{ :co:pd_w2_2.png?direct&400 |}}
  
-<WRAP center round tip 100%>+<WRAP center tip 100%>
 === 提示 === === 提示 ===
-通常,保存轨迹文件是一个很好的做法。假如您的结构优化过程中断,可以轻易地从轨迹的最后一步重启计算。如果您想知道如何重启中断的计算,可以参考教程[[http://quantumwise.com/publications/tutorials/item/502-restarting-stopped-calculations|Restarting stopped calculations]]。+通常,保存轨迹文件是一个很好的做法。假如您的结构优化过程中断,可以轻易地从轨迹的最后一步重启计算。如果您想知道如何重启中断的计算,可以参考教程 [[http://quantumwise.com/publications/tutorials/item/502-restarting-stopped-calculations|Restarting stopped calculations]]。
 </WRAP> </WRAP>
  
-♥ 单击OK,结构优化窗口关闭。 +  * 单击 OK,结构优化窗口关闭。 
-♥ 至此,脚本已经完成。点 {{:atk:sendto.png?direct&20|}} 按钮将其发送到Job Manager {{:atk:job_manager.png?direct&25|}} 。保存出现在窗口的脚本并运行计算,耗时数秒钟。如果有需要,您可以在此[[https://docs.quantumwise.com/_downloads/Pd_bulk.py|↓Pd_bulk.py]]下载脚本。+  至此,脚本已经完成。点 {{:atk:sendto.png?direct&20|}} 按钮将其发送到 Job Manager {{:atk:job_manager.png?direct&25|}} 。保存出现在窗口的脚本并运行计算,耗时数秒钟。如果有需要,您可以在此 [[https://docs.quantumwise.com/_downloads/Pd_bulk.py|↓Pd_bulk.py]] 下载脚本。
  
-块体弛豫结束后,计算的输出结果会在LabFloor显示。ID名字含有//gID000//和//gID002//的块体构形文件分别为最初和最终的结构,弛豫轨迹文件ID为//gID001//+块体弛豫结束后,计算的输出结果会在 LabFloor 显示。ID 名字含有 //gID000// 和 //gID002// 的块体构形文件分别为最初和最终的结构,弛豫轨迹文件 ID 为 //gID001//
  
 {{ :co:pd_w3_2.png?direct&400 |}} {{ :co:pd_w3_2.png?direct&400 |}}
  
-您可以拖拽这些文件到**Viewer** {{:co:viewer.png?direct&25|}} 实现结构可视化。在浏览器中,将鼠标停在晶胞边界可以查看晶格常数,也可以在最新生成的log文件中查到。+您可以拖拽这些文件到 **Viewer** {{:co:viewer.png?direct&25|}} 实现结构可视化。在浏览器中,将鼠标停在晶胞边界可以查看晶格常数,也可以在最新生成的 log 文件中查到。
  
-在接下来的计算中,您所用到的都是都是弛豫后的块体结构//gID002//+在接下来的计算中,您所用到的都是都是弛豫后的块体结构 //gID002//
  
  
行 71: 行 65:
  
  
-===== 构造Pd(100)面并弛豫 =====+===== 构造 Pd(100) 面并弛豫 =====
  
-♥ 拖拽弛豫后的块体构形到**Builder** {{:atk:builder.png?direct&25|}} 。 +  * 拖拽弛豫后的块体构形到 **Builder** {{:atk:builder.png?direct&25|}}。 
- +  打开 Builders {{:atk:arrow.png?direct&5|}} Surface (Cleave) 插件。 
-♥ 打开Builders {{:atk:arrow.png?direct&5|}} Surface (Cleave) 插件。 +  保留默认的 Miller 指数,单击 //Next//。 
- +  保留默认的 1×1 表面晶格,单击 //Next//。 
-♥ 保留默认的Miller指数,单击//Next//。 +  在 //Out-of-plane cell vector// 下方选择 //Non-periodic and normal//(//slab//),4 层平面金属,顶部和底端分别有 10 Å 和 5 Å 的真空。单击 //Finish// 创建表面。
- +
-♥ 保留默认的1×1表面晶格,单击//Next//。 +
- +
-♥ 在//Out-of-plane cell vector//下方选择//Non-periodic and normal//(//slab//),4层平面金属,顶部和底端分别有10 Å和的真空。单击//Finish//创建表面。+
  
 {{ :co:pd_w4.png?direct&600 |}} {{ :co:pd_w4.png?direct&600 |}}
  
-♥ 发送板状结构到**Script Generator** {{:atk:script_generator.png?direct&25|}} ,脚本中添加 {{:atk:calculator.png?direct&25|}} **New Claculator**,{{:atk:optimization.png?direct&25|}}  **OptimizeGeometry**和 {{:atk:analysis.png?direct&25|}} **TotalEnergy**模块,修改默认输出文件名称为//Pd100.nc//+  * 发送板状结构到 **Script Generator** {{:atk:script_generator.png?direct&25|}} ,脚本中添加 {{:atk:calculator.png?direct&25|}} **New Claculator**,{{:atk:optimization.png?direct&25|}}  **OptimizeGeometry** 和 {{:atk:analysis.png?direct&25|}} **TotalEnergy** 模块,修改默认输出文件名称为 //Pd100.nc//
  
 {{ :co:pd_w5_2.png?direct&600 |}} {{ :co:pd_w5_2.png?direct&600 |}}
  
-♥ 按照以下设置计算器参数: +  * 按照以下设置计算器参数: 
- +    //k-point sampling//:9×9×1 k 点; 
-◊ //k-point sampling//:9×9×1 k点; +    //exchange-correlation//:GGA-PBE; 
- +    //Poisson solver// 选择 //FFT2D//,平板之下设置 //Neumann// 边界条件,之上用 //Dirichlet// 边界条件。
-◊ //exchange-correlation//:GGA-PBE; +
- +
-◊ //Poisson solver//选择//FFT2D//,平板之下设置//Neumann//边界条件,之上用//Dirichlet//边界条件。+
  
 {{ :co:pd_w6.png?direct&600 |}} {{ :co:pd_w6.png?direct&600 |}}
  
-<WRAP center round tip 100%>+<WRAP center tip 100%>
 === 提示 === === 提示 ===
-这种沿模拟晶胞C方向上的特定边界条件设置很适合板状结构的计算,板上的真空在原则上可以扩展到无限远。+这种沿模拟晶胞 C 方向上的特定边界条件设置很适合板状结构的计算,板上的真空在原则上可以扩展到无限远。
 </WRAP> </WRAP>
  
-♥ 打开 {{:atk:optimization.png?direct&25|}} **OptimizeGeometry**,为力的弛豫做出如下设置: +  * 打开 {{:atk:optimization.png?direct&25|}} **OptimizeGeometry**,为力的弛豫做出如下设置: 
- +    把轨迹保存到 //Pd100_traj.nc// 文件; 
-◊ 把轨迹保存到''Pd100_traj.nc''文件; +    点击 **Add Constraints** 打开 Constraints Editor; 
- +    用鼠标选中 Pd(100) 面最底部的 2 层,点击 //Add tag from selection// 中。那两个原子现在被标注为 “Selection 0”,然后为其选择 //Fixed// 约束。
-◊ 点击**Add Constraints**打开Constraints Editor; +
- +
-◊ 用鼠标选中Pd(100)面最底部的2层,点击//Add tag from selection//中。那两个原子现在被标注为“Selection 0”,然后为其选择//Fixed//约束。+
  
 {{ :co:pd_w7.png?direct&550 |}} {{ :co:pd_w7.png?direct&550 |}}
  
-♥ 在 {{:atk:analysis.png?direct&25|}} **TotalEnergy**模块没有需要编辑的,所以到这步脚本已经完成了。保存为''Pd100.py'',用**Job Manager** {{:atk:job_manager.png?direct&25|}} 执行计算,大概需要1分钟。如果有需要,您可以在这[[https://docs.quantumwise.com/_downloads/Pd100.py|↓Pd100.py]]下载脚本。+  * 在 {{:atk:analysis.png?direct&25|}} **TotalEnergy** 模块没有需要编辑的,所以到这步脚本已经完成了。保存为 ''Pd100.py'',用 **Job Manager** {{:atk:job_manager.png?direct&25|}} 执行计算,大概需要 1 分钟。如果有需要,您可以在这 [[https://docs.quantumwise.com/_downloads/Pd100.py|↓Pd100.py]] 下载脚本。
  
-Pd(100)面的结构优化完成后,结果会立即出现在**LabFloor**。您还可以用**Viewer** {{:co:viewer.png?direct&25|}} 把弛豫轨迹可视化。+Pd(100) 面的结构优化完成后,结果会立即出现在 **LabFloor**。您还可以用 **Viewer** {{:co:viewer.png?direct&25|}} 把弛豫轨迹可视化。
  
-<WRAP center round tip 100%>+<WRAP center tip 100%>
 === 提示 === === 提示 ===
-选中TotalEnergy,点击**Text Representation**插件可以查看弛豫后Pd(100)面的总能量,这个能量值在log文件中也有输出。+选中 TotalEnergy,点击 **Text Representation** 插件可以查看弛豫后 Pd(100) 面的总能量,这个能量值在 log 文件中也有输出。
 </WRAP> </WRAP>
  
行 131: 行 115:
  
  
-===== 弛豫CO/Pd(100)体系 =====+===== 弛豫 CO/Pd(100) 体系 =====
  
-下一步就是在表面上添加CO分子,然后弛豫整个体系。您可以下载现成的CO/Pd(100)结构 [[https://docs.quantumwise.com/_downloads/CO_Pd100.py|↓CO_Pd100.py]]。您还可以通过教程[[https://docs.quantumwise.com/tutorials/benzene_au111/benzene_au111.html#bz-au111|Building molecule-surface systems:Benzene on Au(111)]]学习怎样在表面上添加分子。+下一步就是在表面上添加 CO 分子,然后弛豫整个体系。您可以下载现成的 CO/Pd(100) 结构  [[https://docs.quantumwise.com/_downloads/CO_Pd100.py|↓CO_Pd100.py]]。您还可以通过教程 [[https://docs.quantumwise.com/tutorials/benzene_au111/benzene_au111.html#bz-au111|Building molecule-surface systems:Benzene on Au(111)]] 学习怎样在表面上添加分子。
  
-正如在介绍中提到的,您需要两步来弛豫CO/Pd(100)构形:+正如在介绍中提到的,您需要两步来弛豫 CO/Pd(100) 构形:
  
-1、为了快速了解CO被吸附的位置,给CO施加//Rigid//约束,面施加//Fixed//约束,并设置一个相对较低的电子密度的网格截断。 +  - 为了快速了解 CO 被吸附的位置,给 CO 施加 //Rigid// 约束,面施加 //Fixed// 约束,并设置一个相对较低的电子密度的网格截断。 
- +  最后一步的弛豫不会约束 CO 分子,只固定 Pd(100) 板的底部。
-2、最后一步的弛豫不会约束CO分子,只固定Pd(100)板的底部。+
 ==== 精确弛豫 ==== ==== 精确弛豫 ====
  
-将提供的CO/Pd(100)构形([[https://docs.quantumwise.com/_downloads/CO_Pd100.py|↓CO_Pd100.py]])移动到**Script Generator**,添加 {{:atk:calculator.png?direct&25|}} **New Claculator**和 {{:atk:optimization.png?direct&25|}} **OptimizeGeometry**模块。输入默认的输出文件名称为''Pd100_CO_rigid.nc'',然后编辑脚本:+将提供的 CO/Pd(100) 构形([[https://docs.quantumwise.com/_downloads/CO_Pd100.py|↓CO_Pd100.py]])移动到 **Script Generator**,添加 {{:atk:calculator.png?direct&25|}} **New Claculator** 和 {{:atk:optimization.png?direct&25|}} **OptimizeGeometry** 模块。输入默认的输出文件名称为 ''Pd100_CO_rigid.nc'',然后编辑脚本:
  
-♥ 在 {{:atk:calculator.png?direct&25|}} **New Claculator**模块,除了将密度网格截断降至30 Hartree外,其他参数使用跟之前弛豫Pd(100)时相同的设置。+  * 在 {{:atk:calculator.png?direct&25|}} **New Claculator** 模块,除了将密度网格截断降至 30 Hartree 外,其他参数使用跟之前弛豫 Pd(100) 时相同的设置。
  
 {{ :co:pd_w8_2.png?direct&600 |}} {{ :co:pd_w8_2.png?direct&600 |}}
  
-♥  {{:atk:optimization.png?direct&25|}} **OptimizeGeometry**模块的设置也与弛豫Pd(100)时相似,只是约束的选择有略微的不同: +  * {{:atk:optimization.png?direct&25|}} **OptimizeGeometry** 模块的设置也与弛豫 Pd(100) 时相似,只是约束的选择有略微的不同: 
- +    给金属板的所有原子加上 //Fixed// 约束; 
-◊ 给金属板的所有原子加上//Fixed//约束; +    CO 分子施加 //Rigid// 约束(把 C 原子和 O 原子添加到组 “Selection 1”)。
- +
-◊ CO分子施加//Rigid//约束(把C原子和O原子添加到组“Selection 1”)。+
  
 {{ :co:pd_w9.png?direct&600 |}} {{ :co:pd_w9.png?direct&600 |}}
  
-<WRAP center round important 100%>+<WRAP center important 100%>
 === 注意 === === 注意 ===
-在力优化时,被施加了Rigid约束的原子团在移动时像刚体。+在力优化时,被施加了 Rigid 约束的原子团在移动时像刚体。
 </WRAP> </WRAP>
  
-♥  保存脚本为''Pd100_CO_rigid.py''用**Job Manager**运行。如果串行执行的话大概耗时5分钟。您还可以在此 [[https://docs.quantumwise.com/_downloads/Pd100_CO_rigid.py|↓Pd100_CO_rigid.py]]下载脚本。+  * 保存脚本为 ''Pd100_CO_rigid.py'',用 **Job Manager** 运行。如果串行执行的话大概耗时 5 分钟。您还可以在此  [[https://docs.quantumwise.com/_downloads/Pd100_CO_rigid.py|↓Pd100_CO_rigid.py]] 下载脚本。
  
-<WRAP center round info 100%>+<WRAP center info 100%>
 === 重要 === === 重要 ===
-如果您查看弛豫的轨迹会发现,CO分子稍微偏移了初始位置,但C-O键的长度并没有改变,分子也未旋转。这就是刚性约束的作用。+如果您查看弛豫的轨迹会发现,CO 分子稍微偏移了初始位置,但 C-O 键的长度并没有改变,分子也未旋转。这就是刚性约束的作用。
 </WRAP> </WRAP>
  
行 177: 行 158:
 ==== 最终弛豫 ==== ==== 最终弛豫 ====
  
-在此,您将以上一步得到的结果为初始状态,对CO/Pd(1 0 0)结构进行最终的结构优化。+在此,您将以上一步得到的结果为初始状态,对 CO/Pd(100) 结构进行最终的结构优化。
  
-♥ 把''Pd_CO_rigid.nc''里ID为//gID002//的结构发送到**Scripter**,默认输出文件名设为''Pd_CO.nc''。 +  * 把 ''Pd_CO_rigid.nc'' 里 ID 为 //gID002// 的结构发送到 **Scripter**,默认输出文件名设为 ''Pd_CO.nc''。 
- +  再次添加 {{:atk:calculator.png?direct&25|}} **New Claculator**,{{:atk:optimization.png?direct&25|}} **OptimizeGeometry** 和 {{:atk:analysis.png?direct&25|}} **TotalEnergy** 模块,参数编辑与之前步骤中的相似。只是,这次的 ATD-DFT 计算器的网格截断用 75 Hartree,且只对底部的 2 个 Pd 原子加 //Fixed// 约束。
-♥ 再次添加 {{:atk:calculator.png?direct&25|}} **New Claculator**,{{:atk:optimization.png?direct&25|}} **OptimizeGeometry**和 {{:atk:analysis.png?direct&25|}} **TotalEnergy**模块,参数编辑与之前步骤中的相似。只是,这次的ATD-DFT计算器的网格截断用75 Hartree,且只对底部的2个Pd原子加//Fixed//约束。+
  
 {{ :co:pd_w10.png?direct&600 |}} {{ :co:pd_w10.png?direct&600 |}}
  
-♥ 保存脚本为''Pd_CO.py'',在Job Manager或终端执行运算。模拟一共需要约20分钟,但如果在更多的CPU上并行运行的话,过程会快很多。脚本可以在此下载:[[https://docs.quantumwise.com/_downloads/Pd100_CO.py|↓Pd100_CO.py]]。+  * 保存脚本为 ''Pd_CO.py'',在 Job Manager 或终端执行运算。模拟一共需要约 20 分钟,但如果在更多的 CPU 上并行运行的话,过程会快很多。脚本可以在此下载:[[https://docs.quantumwise.com/_downloads/Pd100_CO.py|↓Pd100_CO.py]]。
  
-<WRAP center round tip 100%>+<WRAP center tip 100%>
 === 提示 === === 提示 ===
-在计算运行时,您可以用**Viewer** {{:co:viewer.png?direct&25|}} 工具监控结构优化的进程。随着弛豫步数的增加,轨迹对象也在持续更新。+在计算运行时,您可以用 **Viewer** {{:co:viewer.png?direct&25|}} 工具监控结构优化的进程。随着弛豫步数的增加,轨迹对象也在持续更新。
 </WRAP> </WRAP>
  
-计算完成时,您应该看下完整的弛豫轨迹,可以观察到CO分子从在Pd(100)面上中空的吸附点附近移动到两个Pd表面原子间的桥位。+计算完成时,您应该看下完整的弛豫轨迹,可以观察到 CO 分子从在 Pd(100) 面上中空的吸附点附近移动到两个 Pd 表面原子间的桥位。
  
 {{ :co:relax.gif?direct&700 |}} {{ :co:relax.gif?direct&700 |}}
- 
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行 213: 行 182:
 ===== 弛豫CO分子 ===== ===== 弛豫CO分子 =====
  
-为了计算得到Pd(1 0 0)面上CO的吸附能,您也需要弛豫单独的CO分子。我们可以通过以下步骤获得:+为了计算得到 Pd(100) 面上 CO 的吸附能,您也需要弛豫单独的 CO 分子。我们可以通过以下步骤获得:
  
-♥ 在**Builder**里点击Add  New Configuration添加新的结构; +  * 在 **Builder** 里点击 Add {{:atk:arrow.png?direct&5|}} New Configuration 添加新的结构; 
- +  选择 **Molecular Builder**,在打开的面板中点击 Fragments {{:atk:arrow.png?direct&5|}} Carbon monoxide;
-♥ 选择**Molecular Builder**,在打开的面板中点击Fragments {{:atk:arrow.png?direct&5|}} Carbon monoxide;+
  
 {{ :co:pd_w11.png?direct&700 |}} {{ :co:pd_w11.png?direct&700 |}}
  
-♥ 下一步,选择''New Configuration''的Stash里的H原子,将其替换为CO片段,关闭Molecular Builder窗口,将Stash里文件名称更改为''CO''+  * 下一步,选择 ''New Configuration'' 的 Stash 里的 H 原子,将其替换为 CO 片段,关闭 Molecular Builder 窗口,将 Stash 里文件名称更改为 ''CO''
  
 {{ :co:pd_w12.png?direct&600 |}} {{ :co:pd_w12.png?direct&600 |}}
  
-<WRAP center round tip 100%>+<WRAP center tip 100%>
 === 提示 === === 提示 ===
-想要了解更多关于怎样使用**Molecular Builder**的信息,您可以查看教程:[[https://docs.quantumwise.com/tutorials/molecular_builder/molecular_builder.html#molecular-builder|Molecular Builder]]。+想要了解更多关于怎样使用 **Molecular Builder** 的信息,您可以查看教程: [[https://docs.quantumwise.com/tutorials/molecular_builder/molecular_builder.html#molecular-builder|Molecular Builder]]。
 </WRAP> </WRAP>
  
-现在,您只需要弛豫CO原子坐标、计算总能量。把结构发送到**Script Generator**,添加 {{:atk:calculator.png?direct&25|}} **New Claculator**,{{:atk:optimization.png?direct&25|}} **OptimizeGeometry**和 {{:atk:analysis.png?direct&25|}} **TotalEnergy**模块。默认输出文件名称处输入CO.nc,然后按照以下对模块稍作编辑: +现在,您只需要弛豫 CO 原子坐标、计算总能量。把结构发送到 **Script Generator**,添加 {{:atk:calculator.png?direct&25|}} **New Claculator**,{{:atk:optimization.png?direct&25|}} **OptimizeGeometry** 和 {{:atk:analysis.png?direct&25|}} **TotalEnergy** 模块。默认输出文件名称处输入 CO.nc,然后按照以下对模块稍作编辑:
- +
-♥ {{:atk:calculator.png?direct&25|}} **New Claculator**:选择GGA-PBE泛函;+
  
-♥ {{:atk:optimization.png?direct&25|}} **OptimizeGeometry**:您可以保存轨迹文件或减小force tolerance,但这不是强制性的。 +  * {{:atk:calculator.png?direct&25|}} **New Claculator**:选择 GGA-PBE 泛函; 
-将脚本保存为CO.py并运行,计算速度非常快。脚本也可以在此处下载[[https://docs.quantumwise.com/_downloads/CO.py|↓CO.py]]。+  * {{:atk:optimization.png?direct&25|}} **OptimizeGeometry**:您可以保存轨迹文件或减小 force tolerance,但这不是强制性的。 
 +  将脚本保存为 CO.py 并运行,计算速度非常快。脚本也可以在此处下载[[https://docs.quantumwise.com/_downloads/CO.py|↓CO.py]]。
  
-您将会发现C-O键长的弛豫结果为1.143 Å,与实验数据非常吻合。+您将会发现 C-O 键长的弛豫结果为 1.143 Å,与实验数据非常吻合。
  
  
行 245: 行 212:
 ===== 吸附能 ===== ===== 吸附能 =====
  
-现在您已经准备好在完全的单分子层覆盖下计算CO/Pd(100)的吸附能,$\Delta E$由总能差得到:+现在您已经准备好在完全的单分子层覆盖下计算 CO/Pd(100) 的吸附能,$\Delta E$ 由总能差得到:
  
 $$\Delta E = E_\mathrm{products} - E_\mathrm{reactants} $$\Delta E = E_\mathrm{products} - E_\mathrm{reactants}
          = E_\mathrm{Pd(100)/CO} - E_\mathrm{Pd(100)} - E_\mathrm{CO}$$          = E_\mathrm{Pd(100)/CO} - E_\mathrm{Pd(100)} - E_\mathrm{CO}$$
                    
-您可以用**Text Representations**插件查看这三个能量值,从而得到$\Delta E$,或者还可以用脚本实现:[[https://docs.quantumwise.com/_downloads/adsorption_energy.py|↓adsorption_energy.py]]。+您可以用 **Text Representations** 插件查看这三个能量值,从而得到 $\Delta E$,或者还可以用脚本实现: [[https://docs.quantumwise.com/_downloads/adsorption_energy.py|↓adsorption_energy.py]]。
  
-计算吸附能时,采用PBE和含有DZP基组的FHI赝势,结果为$\Delta E$ = -1.97 eV。但是,这个结果被所谓的基组叠加误差影响,所以您应该继续进行以下部分解决这个问题。+计算吸附能时,采用 PBE 和含有 DZP 基组的 FHI 赝势,结果为 $\Delta E$ = -1.97 eV。但是,这个结果被所谓的基组叠加误差影响,所以您应该继续进行以下部分解决这个问题。
  
 ==== 平衡校正 ==== ==== 平衡校正 ====
  
-基组叠加误差(BSSE)是由LCAO基组的不完全造成的,会对不同子体系间的能量差产生重大影响。正如在教程([[http://quantumwise.com/documents/tutorials/latest/Grimme/index.html/chap.intro.html#sect1.introduction.bsse|BSSE counterpoise correction]])中做出的解释,在CO/Pd(100)体系中Pd和CO基组的叠加会增加由人为因素造成的总能量降低,这是因为Pd(100)和CO子体系可以互相“借”基函数。结果就是吸附能太大。+基组叠加误差(BSSE)是由 LCAO 基组的不完全造成的,会对不同子体系间的能量差产生重大影响。正如在教程 ([[http://quantumwise.com/documents/tutorials/latest/Grimme/index.html/chap.intro.html#sect1.introduction.bsse|BSSE counterpoise correction]])中做出的解释,在 CO/Pd(100) 体系中 Pd 和 CO 基组的叠加会增加由人为因素造成的总能量降低,这是因为 Pd(100) 和 CO 子体系可以互相“借”基函数。结果就是吸附能太大。
  
-中和BSSE的标准做法是应用所谓的平衡校正。在ATK里,通过使用[[https://docs.quantumwise.com/manuals/manual.html|CounterpoiseCorrected]]实现。+中和 BSSE 的标准做法是应用所谓的平衡校正。在 ATK 里,通过使用 [[https://docs.quantumwise.com/manuals/manual.html|CounterpoiseCorrected]] 实现。
  
-因此,您应该计算CO/Pd(100)体系的平衡(CP)校正总能量,以便计算得到的CP校正吸附能。+因此,您应该计算 CO/Pd(100) 体系的平衡(CP)校正总能量,以便计算得到的 CP 校正吸附能。
  
 $$\Delta E^\mathrm{CP} = E^\mathrm{CP}_\mathrm{Pd(100)/CO} - E_\mathrm{Pd(100)} - E_\mathrm{CO}$$ $$\Delta E^\mathrm{CP} = E^\mathrm{CP}_\mathrm{Pd(100)/CO} - E_\mathrm{Pd(100)} - E_\mathrm{CO}$$
  
-采用如下所示的脚本(可在此下载:[[https://docs.quantumwise.com/_downloads/Pd_CO_cp.py|↓Pd_CO_cp.py]])。该脚本读取之前弛豫的CO/Pd(100)结构和使用的计算器,并创建新的计算器应用在CP校正上。然后弛豫结构,计算总能量。+采用如下所示的脚本(可在此下载:[[https://docs.quantumwise.com/_downloads/Pd_CO_cp.py|↓Pd_CO_cp.py]])。该脚本读取之前弛豫的 CO/Pd(100) 结构和使用的计算器,并创建新的计算器应用在 CP 校正上。然后弛豫结构,计算总能量。
  
-可以用Job Manager或终端运行脚本。它应该只执行4个非常小的弛豫步骤,在10分钟内完成计算。CP校正会增大CO/Pd(100)体系的能量,导致吸附能$\Delta E^\mathrm{CP}$ = -1.68 eV。+可以用 Job Manager 或终端运行脚本。它应该只执行 4 个非常小的弛豫步骤,在 10 分钟内完成计算。CP 校正会增大 CO/Pd(100) 体系的能量,导致吸附能 $\Delta E^\mathrm{CP}$ = -1.68 eV。
  
 +<file python Pd_CO_cp.py>
      # -------------------------------------------------------------                 # -------------------------------------------------------------           
      # Bulk Configuration                                                            # Bulk Configuration                                                      
行 328: 行 296:
   59   nlsave('Pd100_CO_cp.nc', total_energy)                                       59   nlsave('Pd100_CO_cp.nc', total_energy)                                    
   60   nlprint(total_energy)    ''                                                    60   nlprint(total_energy)    ''                                                 
 +</file>
 +
 +
 +===== 参考 =====
  
 +  * 英文原文:[[https://docs.quantumwise.com/tutorials/geometry_optimization/geometry_optimization.html|https://docs.quantumwise.com/tutorials/geometry_optimization/geometry_optimization.html]]
  
  
co/pd_100_结构优化.1525877248.txt.gz · 最后更改: 2018/05/09 22:47 由 xie.congwei

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