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qiangwxr

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[交流] 【原创】关于DMol3能量计算不收敛的问题

结构优化时出错，无法收敛，相信很多人都碰到过。看过一些贴子，一般都是设定Smearing（逐渐减小），或逐渐增加计算精度。今天仔细分析了一下，有所发现。简单来说，就是基组的选择很重要，DNP效果比较好。下面详细说明一下，大家看看是否有道理：

1. 面临的问题：结构优化是不收敛，提示信息如下：
Message: SCF not converging. Choose "Use Smearing" on DMol3 SCF panel
or set "Occupation  Thermal" in the input file.
You may also need to change spin or use symmetry.

2. 结构优化本身没有问题，是单点能量计算不能收敛，所以用单点能量计算来分析比较。选择的体系是含有一个金属原子的体系（烷基铝与一个有机分子）。以前咨询过创腾科技的工程师，含有金属的体系，能量计算不容易收敛，需要设定Smearing。但有时候设的太低还是不能收敛，设高了又怕所得结构不合理。

3. 按照一些网友和自己的经验，可以采用逐渐增加精度的方法来消除不收敛问题。但今天发现一个“奇怪”的现象：用Fine精度单点能量能很快收敛，而用Coarse精度单点能量在迭代150次仍不能收敛。

4. 通过仔细分析，猜测低精度不能收敛的原因：基组(Basis set)或轨道截断(Orbital cutoff)的选择很重要。以前计算时选择精度都是通过在Setup标签下选择Fine、Medium或Coarse，没有设置具体的参数。DMol3的单点能量计算的Electronic标签下有四个地方可以分别设置精度，为了查看每个设置对计算收敛的影响，做如下对比试验：
Integration accuracy SCF tolerance    Basis set Orbital cutoff quality SCF iterations Energy (Ha)
Coarse          Coarse DN Coarse >150
Coarse          Coarse DN Fine >150
Coarse          Coarse DNP Coarse 23 -2996.855992
Coarse          Coarse DNP Fine 21 -2996.873912
Fine             Coarse DNP Fine 20 -2996.866641
Coarse          Fine DNP Fine 26 -2996.873911
Fine             Fine    DNP Fine 27 -2996.866643

5. 通过上面的比较计算，可以发现基组的选择很重要，只要基组选择为DNP，其它三项都为Coarse也能很快收敛，不过所得能量值会有差别。如果为了快速优化结构，这三项可以先用低精度，待得到最低能量构象后，再提高精度。

[ Last edited by qiangwxr on 2010-3-16 at 15:35 ]

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