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Gina88木蟲 (正式寫手)
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bader電荷布局分析怎么運(yùn)行��？
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bader電荷布局分析怎么運(yùn)行��？ 先謝謝大俠們了！ |
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Mulliken電荷是一種計(jì)算原子partial charge（局部電荷）的方法。本來，電子是在空間分布的一團(tuán)電子云，但是廣大玩計(jì)算的童鞋們希望能有一種更簡潔的方法來描述這種混沌不清的分布，看看誰多誰少，誰剝削了誰，因此計(jì)算原子電荷就非常流行，稱為布局分析(population analysis)，通俗說，如何在原子間分割大家共同的家產(chǎn)。大致說先后提出了三種分割家產(chǎn)的思路。 第一類是以原子軌道對分子軌道的貢獻(xiàn)劃分。其中最著名的是Mulliken童鞋1955年提出的Mulliken population analuysis. Mullken童鞋說，如果兩個(gè)原子共用了一些電子對，那么電子可以分成3部分，屬于A的(凈原子布居)， 屬于B的， 和共同的(重疊布居)。最公平的方法是，把大家共同擁有的一分為二，各拿一半，加上自己原有的，就是你的局部電荷。怎么計(jì)算凈原子布居和重疊布居？根據(jù)分子軌道中的原子軌道系數(shù)。 因?yàn)榉肿榆壍朗窃榆壍赖木�性組合，假設(shè)兩原子核外各有一條電子軌道A, B組成了一個(gè)電子對分子軌道C=xA+yB，總電荷等于波函數(shù)的平方：|C|^2=2個(gè)電子； 仔細(xì)看這個(gè)公式，誰是誰的不用說了吧。。。類似依軌道劃分的還有所謂NBO電荷，Born電荷。 有人問平面波基組并非原子中心基組，沒有原子軌道系數(shù)，怎么求Mulliken電荷呢？一般的平面波方法都是另外用一套原子中心基函數(shù)去擬合平面波計(jì)算得到的電子云分布密度，然后再套用Mulliken分析方法。 第二種分割思路是按波函數(shù)節(jié)點(diǎn)劃分，這就是nb哄哄的Bader charge， 依據(jù)所謂的AIM理論，atom in molecule。Bader童鞋非常憤青，經(jīng)常用很犀利的語言駁斥各種電荷劃分。他說依軌道劃分類似于在兩原子間砍了一刀，各拿一半，這是沒有任何物理意義的。那么什么叫有物理意義？他說你這一刀砍下去，要順著波函數(shù)的節(jié)點(diǎn)砍下去。我們知道波函數(shù)的節(jié)點(diǎn)是波函數(shù)變號的地方，對應(yīng)的電荷密度為0. 他說這是電子云空間分割最理想最天然的分割點(diǎn)，比你那軌道劃分好5倍，呵呵。不可否認(rèn)，分子軌道的空間節(jié)點(diǎn)可以顯示成鍵的中心位置等信息，的確是一種比較好的劃分方法。 第三種思路，都是搞力場的童鞋感興趣的，叫ESP電荷，包括原裝ESP, 改進(jìn)版的ChelpG, Hershifiled等方法。搞力場的童鞋說，你們搞切割的，雖然思路清晰，但是我拿到我的力場中一用，計(jì)算靜電作用，發(fā)現(xiàn)不行，連分子偶極距都是錯(cuò)的。怎么辦呢？俺們也不搞切割了，俺們拿一個(gè)探測電荷放到分子外頭探，探探受到了多大的靜電作用；把空間均勻劃分成幾千個(gè)格點(diǎn)，探幾千次；然后呢，我就在原子核的位置點(diǎn)嘗試放置一些電荷，來擬合探測電荷受到的靜電作用。不斷嘗試，最后最能夠重現(xiàn)分子靜電場的那一套原子電荷就是俺要的電荷。這就是原始的ESP電荷分析。后來發(fā)展的ChelpG什么，就是在擬合中加各種約束，比如增加偶極距的權(quán)重。這種電荷分析方法基本上是經(jīng)驗(yàn)擬合，但是能夠正確重現(xiàn)偶極距，分子間作用等性質(zhì)，搞力場的最喜歡。對他們來說，只要結(jié)果正確即可，何須在意經(jīng)由何種途徑？唯一不爽的是屏蔽效應(yīng)很嚴(yán)重，即包裹在分子里面的原子的電荷不容易探到它們的靜電作用，擬合時(shí)你電荷給大點(diǎn)給小點(diǎn)，擬合結(jié)果都差不多，郁悶。。。 不全的大家補(bǔ)充。 |
3樓2013-02-04 16:31:36
Gina88
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幾個(gè)月前，當(dāng)我第一次打開makefile的時(shí)候，我很暈，不知道該看什么，也不知道該干什么。如果能讀懂這個(gè)簡單的makefile，那就基本上可以解決問題了。 一個(gè)簡單的程序，如果只有不到10行的主程序project.F90，那直接用編譯命令 ifort project.F90 -o project 就可以編譯成可執(zhí)行文件project了。 make文件是一個(gè)腳本。如果一個(gè)復(fù)雜的程序有多個(gè)模塊需要編譯，那可能需要檢查文件依賴關(guān)系，硬件和操作系統(tǒng)，設(shè)置環(huán)境變量，調(diào)用鏈接和數(shù)學(xué)庫之類的。一項(xiàng)一項(xiàng)的手動(dòng)編譯就很繁瑣了。所以就有了makefile。它是把所有編譯命令和參數(shù)都集中在一個(gè)命名為Makefile或者makefile的文件中，稱之為make文件。然后在存放makefile的目錄下運(yùn)行make命令就好了。make會自動(dòng)尋找當(dāng)前目錄下的Makefile或者makefile. 也可以make makefile，這時(shí)可以指定makefile文件名，比如make yindu_a_san bader程序是對vasp電荷做布局分析的. 我的平臺是linux,32位；編譯器是ifort. 所以進(jìn)入makefiles文件夾，選擇Makefile.lnx_ifort_32這個(gè)make文件。 Makefile.lnx_ifort_32內(nèi)容如下： .SUFFIXES: .f90 #源文件名后綴為f90。如果是fortran和C源代碼都有的呢？.SUFFIXES: .f90 .c ? FC = ifort #這里指出編譯器。如果不能在搜索路徑$PATH中找到，那就需要給出絕對路徑。如/opt/intel/fc/9.1.036/bin/ifort FFLAGS = -O2 #定義優(yōu)化級別，不知道是什么意思�？梢赃xO1,O2,O3. LINK = -static #定義編譯鏈接方式。靜態(tài)鏈接。編譯時(shí)把鏈接的庫文件編譯進(jìn)程序，而不是動(dòng)態(tài)調(diào)用。不清楚。 OBJS = kind_mod.o \ #定義變量。把 多個(gè)*.o文件定義為OBJS. matrix_mod.o \ #"\"表示繼續(xù)上一行？也就是按照一行輸入？ ions_mod.o \ options_mod.o \ charge_mod.o \ chgcar_mod.o \ cube_mod.o \ io_mod.o \ bader_mod.o \ voronoi_mod.o \ command_arg.o %.o %.mod : %.f90 #把*.f90文件編譯成什么？ 不明白。 $(FC) $(FFLAGS) -c $*.f90 #編譯命令。啥意思？ bader: $(OBJS) main.o #為什么不把main.o也寫進(jìn)OBJS呢？ rm -f bader #如果有老版本的bader可執(zhí)行文件，刪除之。為新版本的bader留位子。 $(FC) $(LINK) main.o -o $@ $(OBJS) #啥意思？ @？ 跟前面一條編譯命令有什么關(guān)系？ dist: bader #這個(gè)什么意思？ 我看刪掉這一行以及下面兩行都沒有關(guān)系。 tar -cf bader_lnx_32.tar bader gzip -9 bader_lnx_32.tar clean: #告訴make clean的時(shí)候刪除那些文件。有則刪之。 rm -f *.o *.mod bader bader_lnx_32.tar.gz #上面一行說要?jiǎng)h除bader，呵呵，如果make后接著就make clean，那就得不到可執(zhí)行文件bader了。所以make后，及時(shí)把bader轉(zhuǎn)移到搜索路徑，如/user/bin下�；蛘咧苯有薷臑� rm -f *.o *.mod 很多我也不明白。不過已經(jīng)不怕它了。baidu google一下基本也可以解決一下小問題。但是要自己從空白來寫makefile，我就無能為力了。 寫過Fortran的人，是否也會自己寫makefile呢？希望來分享解釋一下。 |
4樓2013-02-04 17:11:07
Gina88
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請高人科普一下bader 電荷分析一些細(xì)節(jié)。。 先發(fā)一個(gè)布局?jǐn)?shù)分析的帖子吧。需要到bader analysis 下載兩個(gè)腳本，chsum.pl, bader , 1。在靜態(tài)計(jì)算時(shí)，在INCAR 中加入LAECHARG 參數(shù)，并設(shè)置LAECHG =.TRUE. 運(yùn)算完畢會生成AECCAR0 AECCAR1 AECCER2, 然后運(yùn)行chsum.pl AECCAR0 AECCAR2, 會生成CHARGCAR_sum 文件， 2.然后運(yùn)行 bader CHGCAR -ref CHGCAR_sum 其中ACF.dat 就包含價(jià)電子的電荷信息。 有幾點(diǎn)要注意： A. Bader 只支持PAW 的方法， B。需要vasp4.6.31 以及以上版本。 C.計(jì)算電荷布局分析時(shí)，需要比較密的FFT 網(wǎng)格，可以通過NG(X,Y,Z) F來調(diào)整，增大這些量，直到總的電荷數(shù)目正確。 D。Bader 電荷布居分析基于電荷密度。 E和Mulliken ,Hirhfeld 分析比較，原子電荷：Hirshfeld |
博士PHD2樓2013-02-04 15:37:16
5樓2013-10-10 11:35:32
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9樓2015-08-01 18:26:57
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10樓2015-08-01 19:14:07
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