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co:pd_100_结构优化

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co:pd_100_结构优化 [2018/06/15 09:49] – [钯块体] fermico: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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     - 最终优化时，对底部的 Pd 原子施加 Fixed 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。   - 最后，弛豫 CO 分子，计算吸附能。
 +
 +<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>
 +
  
 {{ :co:introbar.png?direct&900 |}} {{ :co:introbar.png?direct&900 |}}
行 61: 行 67:
 ===== 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 5 Å 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 |}}
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 </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。
行 131: 行 127:
 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 |}}
行 148: 行 142:
 </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 info 100%> <WRAP center info 100%>
行 166: 行 160:
 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。 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 tip 100%> <WRAP center tip 100%>
行 182: 行 175:
  
 {{ :co:relax.gif?direct&700 |}} {{ :co:relax.gif?direct&700 |}}
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行 202: 行 184:
 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： 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 {{:atk:arrow.png?direct&5|}} 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 |}}
行 219: 行 200:
 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: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: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]]。
-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。
co/pd_100_结构优化.1529027356.txt.gz · 最后更改: 2018/06/15 09:49 由 fermi

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