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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 计算模拟区 » 第一性原理 » MS » 求助：用CASTEP计算O2在Au(111)面的吸附！
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lidegui354

新虫 (小有名气)

[求助] 求助：用CASTEP计算O2在Au(111)面的吸附！ 已有1人参与

各位：大家好！
如题，本人用CASTEP计算O2在Au(111)面的吸附能。
O2分子及Au(111)面已经会建了。谁能帮忙介绍一下，下面的操作流程吗？
疑点三：
1. MS CASTEP help文件中关于CO吸附在Pd(110)面上的例子是在已经知道了C-Pd之间形成化学键（已知其键长）的基础上做的，而现在我不知道我的O2分子与Au的相互作用，这样怎么计算吸附能？
2. 怎么把O2放到Au(111)面上，直接copy进去吗？关键是这样放进去后怎么摆放O2分子，离Au(111)面多高，还是随意都行？
3. 把O2分子放到Au(111)面后，是直接进行几何优化吗？不用进行其他的运算吗？（比如动力学，因为用forcite模块进行吸附能计算的时候，弛豫过程是要进行动力学运算的，不懂CASTEP模块怎么样）。

先谢谢各位了！
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1楼 2018-05-06 10:12:57
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卡开发发

专家顾问 (著名写手)

Ab Initio Amateur
引用回帖:
9楼: Originally posted by lidegui354 at 2018-05-08 20:29:15
老师，您好，还请教一下，在网上看到O2分子中是一个σ键和2个两中心三电子π键组成。请问下在Materials Studio中怎么画这个分子？难道直接用单键连接设置键长0.1209nm？感谢老师指导。...

随便怎么画，所谓第一原理当然是不包含这些成键参数的，要不然就不叫第一原理了。另一个问题其实你给得信息很笼统，计算失败的原因有很多，比如SCF难收敛或者构型优化难收敛，这样的情况最好是把输出文件贴过来，大家才容易帮忙诊断。姑且按照以下因素先做排查：

1、首先所有的动能截断和k点最好都要经过合适的测试，如果参数不合理算出来的结果基本上意义不大，MS默认的参数并不是100%就可靠的。
2、放的比较远一般是物理吸附。如果是物理吸附的话，O2可能会维持气态状态的三重态，三重态计算必须开自旋极化，或者有些程序叫非限制自旋，你可以在modify-electronic configuration去给这两个原子各+1的spin up，这样在SCF过程中就不至于掉到其他的自旋态了；如果要做解离吸附，有可能就得多试试了。如果你放的实在太远就偏离实际平衡结构太多，程序需要相当长的优化步才能得到合适的结构，这样的做法当然也就不合适了。
3、另外还可能是这样的，物理吸附一般色散作用可能占不小的比例，而一般的LDA/GGA甚至杂化泛函都很难正确描述这样的色散作用，因此需要修正，DMol3或CASTEP可选择的方案并不多，可以考虑DFT-D2（DFT-D的Grimme）或者M06L，前者修正的部分计算量是力场级别的，但后者计算量要大很多。但如果不进行修正可能本该物理吸附的分子就会被算成推斥状态，这样分子越飞越远自然也就很难计算成功。
4、如果打开自旋之后SCF难收敛可以去降低density mixing部分的charge。

最后，表面吸附而言，DMol3的计算速度要比CASTEP快得多，精度虽然略有损失但基本上在可接受的范围内，虽然各自有各自的缺点，但还是值得去尝试一下。
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11楼2018-05-09 01:22:27
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卡开发发

专家顾问 (著名写手)

Ab Initio Amateur
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14楼: Originally posted by lidegui354 at 2018-05-09 17:29:35
非常感谢卡开发发老师的耐心指导，您提出的这些可能存在的问题对我来说具有非常大的帮助，让我学到了很多！我会一条一条的针对您提出的可能出现的问题去尝试。
另外，现补充：当O2分子放置距离Au（111）比较远的情 ...

SCF没收敛，先保证k点动能截断充分，然后给O2设置磁矩，如果还难收敛就减小density mixing-charge的值。
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17楼2018-05-09 20:30:41
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前田庆次

木虫 (著名写手)

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ...
感谢参与，应助指数 +1
lidegui354: 金币+90 2018-05-08 17:55:17
各位：大家好！
如题，本人用CASTEP计算O2在Au(111)面的吸附能。

你確定嗎？

O2分子及Au(111)面已经会建了。谁能帮忙介绍一下，下面的操作流程吗？
疑点三：
1. MS CASTEP help文件中关于CO吸附在Pd(110)面上的例子是在已经知道了C-Pd之间形成化学键（已知其键长）的基础上做的，而现在我不知道我的O2分子与Au的相互作用，这样怎么计算吸附能？

沒關係，把O2放上去就行，自己就馳豫了
但放的位置，比較微妙
2.5-3A的距離吧

2. 怎么把O2放到Au(111)面上，直接copy进去吗？关键是这样放进去后怎么摆放O2分子，离Au(111)面多高，还是随意都行？

如上

3. 把O2分子放到Au(111)面后，是直接进行几何优化吗？不用进行其他的运算吗？（比如动力学，因为用forcite模块进行吸附能计算的时候，弛豫过程是要进行动力学运算的，不懂CASTEP模块怎么样）。

先優化再說
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长枪一横花飘零，松风追月伴我行。无双人间世如梦，倾奇万世永留名。
3楼2018-05-08 12:32:02
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卡开发发

专家顾问 (著名写手)

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3楼: Originally posted by 前田庆次 at 2018-05-08 12:32:02
各位：大家好！
如题，本人用CASTEP计算O2在Au(111)面的吸附能。

你確定嗎？

O2分子及Au(111)面已经会建了。谁能帮忙介绍一下，下面的操作流程吗？
疑点三：
1. MS CASTEP help文件中关于CO吸附在Pd(110)面 ...

O2基态是三重态，这点要小心。

之所以一般做优化的原因是因为这个体系势能面比较简单，温度不太高的情况，最优构型按照Boltzmann分布算出现几率就很大，因此可以用最优构型近似代替统计平均；高温且势能面复杂的情况这种近似就不是很好了。即便是分子动力学，也涉及到初始结构的问题，如果温度不高的情况，分子动力学则可能很难从一个构象翻越到另一个构象，如果随便摆一个结构就可能得不到有意义的结果了。
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6楼2018-05-08 19:10:16
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前田庆次

木虫 (著名写手)
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9楼: Originally posted by lidegui354 at 2018-05-08 20:29:15
老师，您好，还请教一下，在网上看到O2分子中是一个σ键和2个两中心三电子π键组成。请问下在Materials Studio中怎么画这个分子？难道直接用单键连接设置键长0.1209nm？感谢老师指导。...

6楼是Dmol专家 听他给你解读吧
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卡开发发
长枪一横花飘零，松风追月伴我行。无双人间世如梦，倾奇万世永留名。
10楼2018-05-08 23:54:44
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普通回帖

lidegui354

新虫 (小有名气)
自己顶一下，请了解的各位帮忙一下，谢谢！
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2楼2018-05-07 11:12:00
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lidegui354

新虫 (小有名气)
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3楼: Originally posted by 前田庆次 at 2018-05-08 12:32:02
各位：大家好！
如题，本人用CASTEP计算O2在Au(111)面的吸附能。

你確定嗎？

O2分子及Au(111)面已经会建了。谁能帮忙介绍一下，下面的操作流程吗？
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1. MS CASTEP help文件中关于CO吸附在Pd(110)面 ...

前田庆次您好，非常感谢您的回复。O2分子我放的比较远的情况，优化会失败。放进一点优化就能正常了。请问，优化后该怎么处理呢！谢谢！
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4楼2018-05-08 17:53:19
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前田庆次

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4楼: Originally posted by lidegui354 at 2018-05-08 17:53:19
前田庆次您好，非常感谢您的回复。O2分子我放的比较远的情况，优化会失败。放进一点优化就能正常了。请问，优化后该怎么处理呢！谢谢！...

你想計算什麼呢？
吸附能？
馳豫之後計算能量就可以了
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5楼2018-05-08 19:04:09
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lidegui354

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5楼: Originally posted by 前田庆次 at 2018-05-08 19:04:09
你想計算什麼呢？
吸附能？
馳豫之後計算能量就可以了...

对，我就是想计算吸附能。
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7楼2018-05-08 19:51:23
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lidegui354

新虫 (小有名气)
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6楼: Originally posted by 卡开发发 at 2018-05-08 19:10:16
O2基态是三重态，这点要小心。

之所以一般做优化的原因是因为这个体系势能面比较简单，温度不太高的情况，最优构型按照Boltzmann分布算出现几率就很大，因此可以用最优构型近似代替统计平均；高温且势能面复杂的 ...

您好，请问下O2的三重态在CASTEP里面需要怎么设置呢？还请指导！
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8楼2018-05-08 19:52:04
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lidegui354

新虫 (小有名气)
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6楼: Originally posted by 卡开发发 at 2018-05-08 19:10:16
O2基态是三重态，这点要小心。

之所以一般做优化的原因是因为这个体系势能面比较简单，温度不太高的情况，最优构型按照Boltzmann分布算出现几率就很大，因此可以用最优构型近似代替统计平均；高温且势能面复杂的 ...

老师，您好，还请教一下，在网上看到O2分子中是一个σ键和2个两中心三电子π键组成。请问下在Materials Studio中怎么画这个分子？难道直接用单键连接设置键长0.1209nm？感谢老师指导。
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