密度泛函理论初步总结
1、总结：Hartree-Fock方法通过近似简化多电子问题，但存在计算量大、相关能忽略等问题。 密度泛函理论（DFT）：从电子密度出发，通过单体算符近似简化多电子系统。1 Hohenberg-Kohn定理：多电子系统基态性质由电子密度决定，确保了DFT的可行性。
2、HohenbergKohn定理：确保了DFT的可行性，指出多电子系统的基态性质完全由电子密度决定。KohnSham方程：通过假设一个参考系统，其电子密度与实际系统相同，从而简化了DFT的求解过程。能量泛函：在DFT中，通过引入交换关联能来考虑电子间的复杂相互作用。
3、基于电子受晶格上离子散射的能带理论，为固体中电子行为提供了合适的理论框架，应用于半导体和简单金属已取得非凡的成功，也构成半导体物理学的理论基础。 ②中等关联区。包括一般金属和强磁性物质。朗道的费米液体理论成功地描述了一般金属以及低温下3He液体中的元激发及物理行为。
DEF计算选择基组时,加d,p是什么意思
1、比如你用6-31G（d，p），这是还可以添加发散函数成为6-31+G（d，p）。6-31G这个基组不大不小，添加极化函数一般不要太多，否则不太匹配。如果添加更多的极化函数可以使用6-311++G（3df，2pd）。此时计算所需时间会增加。
2、而Karlsruhe家族的基组，如def2-XVY，它们是定制的，如def2-TZ/QZ区分价层分裂的XZeta，Y则表示极化和弥散的等级，def2-SV（P）则有其独特之处。使用这些基组时，精准度与系统特性紧密相关。
3、ORCA的输入文件格式简单，用户可通过Multiwfn便捷地生成。测试中，我们使用B3LYP泛函，添加D3色散校正，采用def2-SVP基组，并使用def2/J作为辅助基组，设置收敛限为tightSCF，每个核心的内存上限为4096Mb。测试时，我们调整核心数，记录计算时长，并分析结果。
4、过渡态研究在DA反应中，使用NEB-TS方法研究环戊二烯与其他物质如氰化物的相对势垒，寻找过渡态。过渡态特征是三个双键断裂与两个单键形成，常规搜索方法可能不足以捕捉，而NEB-TS简化了这一过程。采用B3LYP和DEF2-TZVP基组进行优化，并考虑D4校正以处理色散相互作用，以及CPCM溶剂化模型的影响。
如何选择合适的泛函和基组的组合
对于中等重量的元素，如Fe，LanL2DZ或DZVP都是不错的选择。如果涉及两个或以上过渡金属，6-311+g*可能较难处理，lanl2dz和sdd则更为适合。对于重元素如稀土，M. Dolg开发的基组更为适用。泛函方面，b3lyp和b3pw91各占40%，mpn和ccsd（t）各占5%，pbe和改进的半经验泛函各占5%。
氢键的计算，基组的选择影响大一些，大弥散基组是必须的。
选择合适的交换-关联泛函：DFT计算的核心是选择合适的交换-关联泛函。常用的交换-关联泛函有局域密度近似（LDA）、广义梯度近似（GGA）、杂化泛函等。不同的泛函适用于不同类型的体系，因此需要根据研究对象的性质选择合适的泛函。构建基组：基组是用于描述分子轨道的一组函数。
在选择基组时，关键在于理解系统的特性，考虑Zeta值、极化和弥散功能的结合。切勿局限于最小基组，6-31G或更高水平的基组是更好的起点。同时，平衡高Zeta值的Dunning系列中的极化和弥散功能，以确保最佳的计算性能。深入了解这一主题，可以参考量子化学中的基组选择一文，由思想家公社提供深入解析。
选择时需综合考虑。方法和基组的选择应基于任务需求。高级计算方法需搭配高精度基组，中等级别方法则选用中等大小基组。不同任务应选用合适的计算方法和基组，以获得最佳计算性能。通过深入理解Gaussian软件支持的方法和基组，研究者能够更有效地进行量子化学计算，从而在科研工作中取得更显著的成果。
选择合适的基组类型/代码是关键，平面波基组适用于周期性固体计算，计算精度高，性能较好；而原子轨道线性组合基组（LCAO）在大体系计算中表现更优，且便于电子态分析与非周期边界的体系应用。新一代材料与器件模拟平台QuantumATK提供同时包含平面波和LCAO两种基组的计算选项，适用于各种材料学计算模拟。
固体DFT计算设置入门教程(SCF基本参数)
1、在DFT计算参数的设置中，基组方法与大小、泛函、赝势、数值精度参数、自洽控制和求解算法等方面需综合考虑。选择合适的基组类型/代码是关键，平面波基组适用于周期性固体计算，计算精度高，性能较好；而原子轨道线性组合基组（LCAO）在大体系计算中表现更优，且便于电子态分析与非周期边界的体系应用。
2、步骤一：优化立方氮化硼结构从File菜单导入BN.xsd结构文件，转换为初级胞表示以加速计算。选择Build | Symmetry | Primitive Cell。虽然可直接使用实验结构计算，但优化可以提升弹性常数精度。设置SCF参数为Fine，执行几何优化，得到结构参数a=b=c=553 。
3、基本任务 单点能计算：用于计算给定构型的系统能量。 结构优化：通过调整原子位置来寻找系统的最低能量构型。 动力学分析：模拟系统在时间上的演化，如分子动力学模拟。关键参数解读 Geometry Optimization参数： 收敛标准：包括能量、力和位移的收敛标准，用于判断结构优化是否完成。
4、在设置中，Spin unrestricted选项涉及自旋计算，Metal选项适用于金属系统，Use symmetry则影响对称性处理。Multiplicity选项自定义自旋多重态，Charge定义系统电荷。在Electronic选项卡，可调整电子哈密顿量参数，如积分精度、SCF收敛标准和k点设置。
5、确定自洽场收敛标准：自洽场（SCF）计算是DFT计算的核心，需要设定一个合适的收敛标准。通常，能量收敛标准可以设置为10^-5 Hartree，电荷收敛标准可以设置为10^-6 e。考虑相对论效应：对于含有重元素的体系，需要考虑相对论效应。可以通过使用赝势或者添加有效核电荷来考虑相对论效应。
使用dft(密度泛函理论)计算,需要掌握哪些方面的知识?
探索密度泛函理论（DFT）的入门路径，以简洁易懂的方式揭开这个领域的大门。首先，掌握第一性原理软件的使用至关重要。选择像VASP、QE或Abinit这样的专业软件，通过实践操作Si等简单体系，熟悉带隙、能态密度与声子计算等基本操作。同时，学习Shell脚本编写和集群任务投递，提升自动化处理数据的能力。
接着是截断能的概念。尽管理论上k空间的波矢密集，但我们只需关注能量较低的部分，高频（高能）部分的贡献可忽略。通过设定截断k点[公式]，可以确定截断能[公式]，以控制计算的复杂度。最后，赝势的引入是为了处理内层电子。
第一性原理计算需要掌握的DFT基础理论和发展概述如下：DFT基础理论 核心思想：密度泛函理论是一种多粒子体系的近似方法，其实质是将电子密度作为分子基态中所有信息的载体，从而将复杂的多电子问题转化为单电子问题来求解。
尽管DFT在许多方面取得了成功，但其泛函的特例性和优化问题仍然是挑战。泛函中的一些参数仅适用于特定系统，而缺乏系统性优化方法来适应任意体系。近年来，研究者开始使用机器学习优化泛函参数，这是一个值得关注的领域。
在DFT计算参数的设置中，基组方法与大小、泛函、赝势、数值精度参数、自洽控制和求解算法等方面需综合考虑。选择合适的基组类型/代码是关键，平面波基组适用于周期性固体计算，计算精度高，性能较好；而原子轨道线性组合基组（LCAO）在大体系计算中表现更优，且便于电子态分析与非周期边界的体系应用。
密度泛函理论（Density Functional Theory，DFT）是一种用于研究多体系统电子结构的量子力学方法。它通过将多体问题转化为单体问题，从而大大简化了计算过程。要做好密度泛函分析，需要遵循以下步骤：选择合适的交换-关联泛函：DFT计算的核心是选择合适的交换-关联泛函。