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ChemiAndy

木虫 (正式写手)


[交流] 【原创】EMASS是CPMD最重要的参数已有14人参与

我们组今天举办了CPMD Workshop. Radu Iftime from UdeMon给了Lecture. 本人负责的是tutorial部分。不过我也是Beginner。Radu的Lecture给了我很大启发。其中印象最深的是Emass是CPMD最重要的参数。

比较CPMD和BOMD,CPMD最重要的区别在于波函数(壳层电子)作为动力学变量在盒子内传播。它有虚拟质量fictitious mass,它有速度,自然也有动能。那么这个动能,Ekinetic,属于一个虚拟量,凭空捏造出来的,目的是通过波函数的自然传播,免去优化波函数的步骤。(BOMD每一步都要优化波函数)。这就产生一个问题,离子(原子核+内层电子赝势=离子)自然要传递能量给波函数这个运动员。毕竟在一起运动,碰撞嘛。那么能量在离子和电子之间的交换就是人为的,artifact。在实际体系中,这种传递是不存在的。Born-Openheimer说的就是原子核运动与电子运动的分离嘛。现在你耦合在一起,能量传来传去的,这不真实。而且,电子虚拟质量越大,越不真实。这是CPMD最大的局限。本来嘛,想省事都是要付出代价的。

Radu组里面研究了这个虚拟质量的影响。对于水,如果EMASS虚拟质量选择不当,比如用780,那么这个g(r)和红外光谱都要和真实值差好多,就是说对结构和动力学结果造成了严重的偏差。而如果EMASS用270, 就好很多,基本和真实值一致。

那是不是说选择虚拟质量越小越好呢?是的,那样的话,coupling gap就会很大。那就能很好地实现离子和电子运动的分离,也就越接近于真实。但是,如果选择较小的EMASS,也是要付出代价的。代价就是,。。。。(回帖可见)

CPMD默认的EMASS是400,很多人从来不改,我也是,因为我并不知道要怎么改,改大点好,还是改小点好。现在,Radu的研究就是告诉你,在可能的情况下越小越好。对于电子-离子耦合不严重的体系(比如,所有离子的质量都很大,至少不包含H原子)你可以使用较大的EMASS,但你一定要警惕,如果你计算的是动力学量,比如振动光谱,或扩散系数,你可能得到较大的偏差。

那么除了以上两个参数,还有什么参数是重要的?当然是Cutoff。这个相当于Gauss里面的基组大小。直接决定了计算的效率。如果你看文献,90%都用Cutoff 70+BLYP。但是如果你真做过验证,即计算Plot Cutoff~Energy的变化,去找那个Plateau,你就会发现,小于120Ry,根本就不可能。Radu的验证推荐,至少要用100Ry,才不会对动力学结果产生严重偏差。 70Ry, 结构量g(r)可能是对的,但振动和扩散就未必了。

以上讨论全部基于MT赝势,即Martin-Trulier Pseudopotential,cutoff一般要>70Ry
用超软赝势的话,一般赝势选取25Ry。
超硬赝势的话,一般Cutoff选择140Ry。
谢谢valenhou001 指正。

[ Last edited by ChemiAndy on 2012-2-26 at 13:48 ]
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xk6891

至尊木虫 (著名写手)

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小木虫(金币+0.5):给个红包,谢谢回帖交流
御剑江湖(金币+1): 谢谢 2011-04-15 14:49:13
引用回帖:
Originally posted by ChemiAndy at 2011-04-15 08:03:16:
我们组今天举办了CPMD Workshop. Radu Iftime from UdeMon给了Lecture. 本人负责的是tutorial部分。不过我也是Beginner。Radu的Lecture给了我很大启发。其中印象最深的是Emass是CPMD最重要的参数。

比较CPMD和 ...

个人试验:emass如果变小的话,ionic temperature& displacement会增大,同时emass变化的过程中total energy会有一个极小值。不知是否正确
人生自古多险阻,勤者自得天酬助。试问否泰何所依,枯藤老枝待新抽。临渊踌躇终迈步,振翅鹏起云霄冲。似是前程甚堪忧,他日振臂揽苍穹。
2楼2011-04-15 11:36:45
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ChemiAndy

木虫 (正式写手)

引用回帖:
Originally posted by xk6891 at 2011-04-15 11:36:45:
个人试验:emass如果变小的话,ionic temperature& displacement会增大,同时emass变化的过程中total energy会有一个极小值。不知是否正确

[ Last edited by ChemiAndy on 2011-4-15 at 14:43 ]
3楼2011-04-15 14:35:06
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ChemiAndy

木虫 (正式写手)


引用回帖:
Originally posted by xk6891 at 2011-04-15 11:36:45:
个人试验:emass如果变小的话,ionic temperature& displacement会增大,同时emass变化的过程中total energy会有一个极小值。不知是否正确

你是说那个减小EMASS的代价问题啊,就是必须减小时间步长
4楼2011-04-15 14:42:52
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xk6891

至尊木虫 (著名写手)

引用回帖:
Originally posted by ChemiAndy at 2011-04-15 14:42:52:
你是说那个减小EMASS的代价问题啊,就是必须减小时间步长

o ,haha就是就是
人生自古多险阻,勤者自得天酬助。试问否泰何所依,枯藤老枝待新抽。临渊踌躇终迈步,振翅鹏起云霄冲。似是前程甚堪忧,他日振臂揽苍穹。
5楼2011-04-15 15:09:41
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xk6891

至尊木虫 (著名写手)


小木虫(金币+0.5):给个红包,谢谢回帖交流
想请教一下对于变体积模拟的时候,对于这个cutoff设置是否可以谈一谈
人生自古多险阻,勤者自得天酬助。试问否泰何所依,枯藤老枝待新抽。临渊踌躇终迈步,振翅鹏起云霄冲。似是前程甚堪忧,他日振臂揽苍穹。
6楼2011-04-15 15:10:55
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ChemiAndy

木虫 (正式写手)


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御剑江湖(金币+2): 谢谢 2011-04-16 09:10:21
引用回帖:
Originally posted by xk6891 at 2011-04-15 15:10:55:
想请教一下对于变体积模拟的时候,对于这个cutoff设置是否可以谈一谈

你是指NPT系综吧。你是遇到了什么具体的问题吗?

我只能泛泛讲一下我的理解。Cutoff代表了平面波函数的基组的大小,决定势能计算的精度,这个应该与具体的系综没有什么关系。cutoff当然是越大越好。但是太大计算起来太慢,而且一般超过140Ry,能量的改善微乎其微,所以在70-140之间选择。一般是这样,分别娶70, 80, 90, 100, 110, 120, 130,140,计算能量,Plot一下,找到Plateau就好了。

如果你遇到特别的问题,建议你最好找这方面的测试的论文来看。跟着研究论文的结论走,不能跟着俺这种山寨玩家的感觉走。

[ Last edited by ChemiAndy on 2011-4-17 at 03:22 ]
7楼2011-04-16 08:07:17
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valenhou001

至尊木虫 (职业作家)

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ghcacj(金币+2): 谢谢 2011-04-27 15:31:02
这个E Cutoff取决于赝势的“软”“硬”程度。做测试是必要的一步。Goedecker和MT类型的赝势,cutoff普遍的要比较高。
8楼2011-04-27 13:09:43
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valenhou001

至尊木虫 (职业作家)


ghcacj(金币+1): 谢谢 2011-04-27 15:31:10
引用回帖:
Originally posted by xk6891 at 2011-04-15 15:10:55:
想请教一下对于变体积模拟的时候,对于这个cutoff设置是否可以谈一谈

变原胞的模拟,存在一个Pulay stress的处理。
9楼2011-04-27 13:11:26
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hufeng

新虫 (正式写手)

3x very much
10楼2011-05-02 07:18:12
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