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CP2K by George - Coggle Diagram

- - - - sopt或ssmp:cp2k.ssmp test.inp > test.out
      - popt或psmp版，6个MPI进程并行：mpirun -np 6 cp2k popt test.inp > test.out
      - 支持-i -o指定输入输出文件 e.g. cp2k.ssmp -i input.inp -o output.txt 续写不覆盖
  - - - PROJECT项目名字
      - PRINT_LEVEL 输出信息详细程度
      - WALLTIME 任务最长执行时间 unit：s
      - RUN_TYPE
        
        ENERGY
        
        ENERGY_FORCR
        
        GEO_OPT 优化坐标
        
        CELL_OPT 优化坐标+晶胞
        
        NORMAL_MODES/VIBRATIONAL_ANALYSIS 振动分析
        
        BAND NEB/string计算
        
        MD
    - - STRESS_TENSOR应力张量的计算变胞问题需要解析的算
      - METHOD计算能量和力的方法
        
        FIST 分子力学
        
        NNP神经网络势
        
        QMMM 量子力学和分子力学结合
        
        QS/QUICKSTEP 量子化学方法
        
        SIRIUS 平面波做DFT计算
      - SUBSYS体系相关设置
        
        KIND 每个原子属于一个KIND，基组和赝势信息对KIND来定义
        
        BASIS_SET基组名
        
        POTENTIAL 赝势名
        
        ELEMENT 元素名
        
        MASS 基于元素自动设置原子质量
        
        COORD原子坐标
        
        [KIND名] X Y Z 默认笛卡尔坐标 SCALED T定义分数坐标
        
        外部提供
        COORD_FILE_NAME water.xyz
        COORD_FILE_FORMAT XYZ
        
        CELL晶胞
        
        正常晶胞矢量
        
        A B C
        ALPHA_BETA_GAMMA
        
        MULTIPLE_UNIT_CELL 实际使用的超胞倍数
        
        PERIODIC 周期性
        
        SYMMETRY 定义晶胞初始对称性变胞优化
      - DFT量子化学计算设置
        
        POTENTIAL_FILE_NAME 赝势文件路径
        
        BASIS_SET_FILE_NAME 基组文件路径
        
        WFN_RESRART_FILE_NAME 波函数的RESTART文件路径，续算用
        
        CHARGE 体系总电荷必须为整数
        
        MULTIPLICITY 自旋多重度偶1奇2
        
        UKS T自旋极化计算
        
        ROKS
        
        &XC 交换相关泛函中的纯泛函进行设置。杂化泛函需要额外设置
        
        &SCF 自洽场计算
        
        SCF_GUASS 初猜波函数方法也可以用restart文件作为初猜
        
        EPS_SCF 收敛精度1E-5默认
        
        MAX_SCF最大迭代次数 50默认
        
        ADDED_MOS 求解的空轨道数 0默认
        
        &QS
        
        METHOD 控制电子结构计算方法：GPW、GAPW、DFTB等
        
        EXTRAPOLATION 结构变化的任务的波函数外推方法
        
        EPS 开头都是对计算精度进行设置
        EPS_DEFAULT 默认1E-10 高精度可以设1E-12
  - - - GAPW可以用常规量子化学基组 Pople系列 def2系列 pcseg系列
        对于前四周期 pob-rev2系列推荐用于周期性体系的全电子基组
      - GPW一般结合GTH赝势做计算
      - MOLOPT基组（一般配合GTH赝势）
        
        非SR版本带有较为弥散的GTH基组，BSSE问题较小
        
        SR版本对于中大体系耗时显著降低只有SZV DZVP版本
        
        不同档次的差异在于基函数壳层数和涉及的角动量
        
        DZVP-MOLOPT-SR-GTH 定性正确的能量计算、结构优化、分子动力学（表面吸附和碰撞最好测试DZVP和TZVP吸附能的差异）
        
        TZVP-MOLOPT-GTH常规能量计算、性质方面的计算
        
        TZV2PX-MOLOPT-GTH 极高精度
    - - CP2K使用的赝势只支持GTH形式
      - GTH_POTENTIALS 包含PBE BLYP LDA等几种泛函优化的版本
      - ALL_POTENTIALS 全电子势，GAPW计算用
- - - - DFT计算精度取决于交换相关泛函，杂化泛函精度高，但贵（算双电子积分ERI）/能用纯泛函PBE(约为B3LYP)就用纯泛函
      - 晶格常数：PBEsol(石墨等色散作用强的也适用)
      - 表面化学吸附：BEEF-vdW>RPBE/revPBE
      - 表面物理吸附：optB88-vdW/MN15L/PBEsol
      - 弱相互作用、动力学：PBE-D3(BJ)
      - 表面催化反应：MN15L/B97M-rV
      - 电子激发：PBE0(杂化泛函)
      - 其他：PBE/PW91
      - 计算带隙:mBJ/HLE17/HSE06/M06-SX/HSE12s
    - - 原子中心基函数（Gaussian/Slater函数）全电子计算，真空区不考虑，BSSE问题
      - 平面波PW：原子填满的周期性体系效率高，若有真空区则效率低
        平面波计算结合的赝势：
        。模守恒赝势NS/CP2K中GTH有类似特征
        。超软赝势US,计算快，截断能可以很低，可靠性较差
        若不用赝势可用PAW降低平面波计算对截断能的要求
    - - GPW:基于GTH或NLCC赝势结合匹配赝势基组
        
        一般默认用+含第四周期以后的必须用+大量第二周期的推荐
      - GAPW：全电子基组做全电子计算。电荷划分为硬（原子核较近、原子中心格点）、软（价层电子、均匀格点）两部分
        
        涉及原子核（NMR\X光等）+很高截断能（有Na等）+新泛函必须用