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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 » Siesta&Smeagol&Atk » 【分享】SIESTA中Bader analysis
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zhangguangping

木虫 (著名写手)

[资源] 【分享】SIESTA中Bader analysis

Mulliken分布会因基组的不同，方法的不同结果差异很大，甚至有时候出来错误的结果。
除了Mulliken分布，现在还有其他的一些原子电荷布局分析方法：例如Natural bond orbital analysis（NBO），Lowdin analysis，Bader analysis方法。

现在主要简单介绍一下Bader analysis分析方法在SIESTA中的应用。

首先给出Bader analysis的网站(http://theory.cm.utexas.edu/bader/)，从上面可以免费下载到分析的代码。其中咱们就用grid version（Version 0.27c）作分析，这个版本可以读取cube文件。
(当然做高斯计算的，也可以准备好空间电荷分布的cube文件，做Bader分析)

下面就要给出SIESTA中空间电荷分布的cube文件。

在SIESTA计算中如果设置SaveTotalCharge  T的话，就会在输出文件中出现.TOCH文件，这个文件记录的是空间总电荷的分布。下面应用SIESTA自带的Util\Contrib\APostnikov中的rho2xsf的修改版本rho2cube（见附件，或者将Util\Grid下面的grid2cube.f文件头部添加一行：
      if (task .eq. 'toch') then
        fnamein = paste(sysname,'.TOCH')
重新编译，也可以将TOCH转化为cube格式。）将.TOCH转化为cube格式。然后做Bader analysis。

以上摘编自http://voznyy.elinity.com/blog/2 ... alysis-with-siesta/

[ Last edited by zhangguangping on 2011-4-9 at 03:54 ]

下面是单独的rho2cube的源代码，编译生成目标文件rho2cube[ Last edited by zhangguangping on 2011-12-8 at 19:14 ]

现在的siesta-3.1-pl9版本(以及相应更高版本)已经添加了bader分析的功能，可以参照手册来进行bader分析。并且分析中已经对有H存在的体系对H添加了一个artificial core of 1 electron.
具体分析参照手册。

[ Last edited by zhangguangping on 2012-7-16 at 10:35 ]

注：rho2cube可以处理晶格矢量不正交的情况，而grid2cube只能处理晶格矢量正交的情况。

[ Last edited by zhangguangping on 2013-5-26 at 19:56 ][ Last edited by zhangguangping on 2013-5-26 at 20:09 ]
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1楼2011-04-08 21:52:42
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hw45888792

金虫 (正式写手)

★★★★★ 五星级,优秀推荐

测试单个h2o分子，代码里面有VASP自带结果，基本与文献相近：

氧得到电子8-9.2510 =-1.25  H失去电子1-0.3766=+0.62      

ACF.data

    #         X           Y           Z        CHARGE     MIN DIST    ATOMIC VOL
--------------------------------------------------------------------------------
    1      0.0000      1.4304      0.9841      0.3766      0.2341    432.6947
    2      0.0000      0.0000     -0.1230      9.2510      1.3756   2641.8385
    3      0.0000     -1.4304      0.9841      0.3766      0.2341    432.6947
--------------------------------------------------------------------------------
    VACUUM CHARGE:               0.0000
    VACUUM VOLUME:               0.0000
    NUMBER OF ELECTRONS:        10.0041


为啥我用siesta无法重复人家的结果呢？

输入：

SystemName          h2o
SystemLabel         h2o
NumberOfSpecies     2

%block ChemicalSpeciesLabel
1  1  H
2  8  O
%endblock ChemicalSpeciesLabel

NumberOfAtoms          3

LatticeConstant   1 Ang
%block LatticeParameters
  10.0000   10.0000   10.0000   90.0000   90.0000   90.0000
%endblock LatticeParameters

AtomicCoordinatesFormat  NotScaledCartesianAng
%block AtomicCoordinatesAndAtomicSpecies
    5.000000000    5.000000000    5.000000000   2     O   1
    4.243479473    5.000000000    5.617549706   1     H   2
    5.782679059    5.000000000    5.583644457   1     H   3
%endblock AtomicCoordinatesAndAtomicSpecies

SolutionMethod   diagon
PAO.BasisSize DZP
#DM.UseSaveDM
#DM.MixingWeight 0.1
DM.NumberPulay 6
WriteForces
MD.MaxForceTol 0.01 eV/Ang
#MeshCutoff          200.0000000     Ry

MD.TypeOfRun CG
MD.NumCGsteps 100
#MD.VariableCell .TRUE.

XC.functional GGA
XC.authors PBE

SlabDipoleCorrection .true.

#SpinPolarized .true.

WriteMullikenPop  1

SaveRho    .true.
SaveDeltaRho  .true.
SaveIonicCharge   .true.
SaveTotalCharge   .true.


其中，Mulliken输出为：
mulliken: Atomic and Orbital Populations:

Species: H
Atom  Qatom  Qorb
               1s      1s      1Ppy    1Ppz    1Ppx
   2  1.136   0.437   0.455   0.103   0.103   0.038
   3  1.136   0.437   0.455   0.103   0.098   0.044

Species: O
Atom  Qatom  Qorb
               2s      2s      2py     2pz     2px     2py     2pz     2px
               2Pdxy   2Pdyz   2Pdz2   2Pdxz   2Pdx2-y2
   1  5.728   0.804   0.579   1.734   1.292   0.562   0.057   0.174   0.506
              0.000   0.003   0.004   0.013   0.002

mulliken: Qtot =        8.000

后处理：
./rho2cube
h2o
A
0  0  0
10.000000    0.000000    0.000000
0.000000   10.000000    0.000000
0.000000    0.000000   10.000000
20  20  20
TOCH

然后 bader h2o.cube 得到ACF.dat

    #         X           Y           Z        CHARGE     MIN DIST
  ----------------------------------------------------------------
    1      9.4676      9.4486      9.5486     -0.5815      4.7254
    2      8.0955      9.4486     10.7618      0.0000      5.6958
    3     10.9913      9.4486     10.5653      0.0000      5.6824
  ----------------------------------------------------------------
   NUMBER OF ELECTRONS:       -0.58154

完全不对~
折腾了一下午，还没搞定~

[ Last edited by hw45888792 on 2011-8-1 at 20:01 ]
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12楼2011-08-01 19:43:11
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youzhizhe

荣誉版主 (职业作家)
期待热心分享VASP中的Bader分析方法……
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4楼2011-04-11 00:16:35
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zhangguangping

木虫 (著名写手)
★ ★
youzhizhe(金币+2): 谢谢提示。 2011-04-11 08:58:11
引用回帖:
Originally posted by youzhizhe at 2011-04-10 17:16:35:
期待热心分享VASP中的Bader分析方法……

VASP的bader analysis早就已经做好了，就在官网上。并且当时首先是针对VASP做的。grid版本是后来发展的。
http://theory.cm.utexas.edu/bader/
--------------------------------
02/23/11 - Version 0.27b Released
Properly reads CHGCAR files from vasp > 5.2.11.
--------------------------------
赞一下(2人) 回复此楼
5楼2011-04-11 08:24:28
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youzhizhe

荣誉版主 (职业作家)
★
zsl_321123(金币+1): 鼓励交流 2011-04-29 13:56:58
引用回帖:
Originally posted by zhangguangping at 2011-04-11 08:24:28:
VASP的bader analysis早就已经做好了，就在官网上。并且当时首先是针对VASP做的。grid版本是后来发展的。
http://theory.cm.utexas.edu/bader/
--------------------------------
02/23/11 - Ver ...

按照上面的说的，我做了一下我的体系，发现得到的BCF.dat里面的CHARGE项都是正数。如图所示（部分）。感觉总是那么不正常……
赞一下(1人) 回复此楼
6楼2011-04-11 09:01:06
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qjj_fighting10楼
2011-04-28 10:27   回复  
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nicailing11楼
2011-07-06 09:32   回复  
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