কোড: বদরু চার্জ বিশ্লেষণ

খবর

09/25/17 – সংস্করণ 1.03 মুক্তি
ডিফল্ট -ভাক বন্ধ

ভূমিকা

রিচার্ড বাদের , ম্যাকমাস্টার ইউনিভার্সিটি থেকে, পরমাণুতে অণু বিভক্ত করার একটি স্বজ্ঞাত পদ্ধতি উদ্ভাবন করেছে। একটি পরমাণুর তার সংজ্ঞা বিশুদ্ধরূপে ইলেকট্রনিক চার্জ ঘনত্ব ভিত্তিক হয়। পরমাণুগুলি ভাগ করে নেওয়ার জন্য ব্যাটার ব্যবহার করে শূন্য ঝলক পৃষ্ঠকে বলা হয়। একটি শূন্য তলদেশ পৃষ্ঠ একটি 2-ডি পৃষ্ঠ যা চার্জ ঘনত্ব পৃষ্ঠ একটি নূন্যতম ঋজু। সাধারণত আণবিক সিস্টেমে, চার্জ ঘনত্ব পরমাণুর মধ্যে একটি ন্যূনতম পরিমাণে পৌঁছায় এবং এটি একে অপরের থেকে পরমাণু পৃথক করার একটি স্বাভাবিক স্থান।

অণুতে পরমাণু কল্পনা জন্য একটি স্বজ্ঞামূলক প্রকল্প হচ্ছে পাশাপাশি, Bader এর সংজ্ঞা চার্চ বিশ্লেষণের জন্য প্রায়ই দরকারী। উদাহরণস্বরূপ, বদর ভলিউমের মধ্যে সংযুক্ত চার্জটি একটি পরমাণুর মোট ইলেকট্রনিক চার্জের একটি ভাল অনুমান। পরমাণু বা অণুগুলির ইন্টারঅ্যাক্ট করার বহুবিধ মুহূর্ত নির্ধারণ করতে চার্জ বিতরণ ব্যবহার করা যেতে পারে। বেতারের বিশ্লেষণটিও পরমাণুর কঠোরতা নির্ধারণের জন্য ব্যবহার করা হয়েছে, এটি একটি পরমাণু থেকে চার্জ অপসারণের খরচ পরিমাপের জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে।

কর্মসূচী পরিদর্শন

আমরা একটি চার্জের ঘনত্ব গ্রিড উপর Bader এর বিশ্লেষণ করছেন জন্য একটি দ্রুত অ্যালগরিদম বিকশিত করেছেন। প্রোগ্রাম (নীচের দেখুন) VASP CHGCAR ফরম্যাট, অথবা গাউসিয়াস CUBE বিন্যাসে চার্জ ডেজিটিজিতে পড়তে পারে। প্রোগ্রামটি প্রতিটি পরমাণুর সাথে সংযুক্ত মোট চার্জের ফলাফল, এবং বেডার ভলিউম সংজ্ঞায়িত শূন্য তলদেশের সমতল।

ডাউনলোড

• লিনাক্স ক্স৮৬-৬৪ (ইফোর্ট)
• ম্যাক ওসি ক্স, গফরট্রান (ইফোর্ট)

ফ৯০ উত্স কোডও পাওয়া যায়:

• উত্স কোড (ভি১.০ ০১/১১/১৭)

প্রোগ্রাম চালানো

প্রোগ্রাম কমান্ড দিয়ে চালানো যেতে পারে

                            বাদের চার্জফিলে

এটি স্বয়ংক্রিয়ভাবে নির্ধারণ করবে যদি চার্জফিলে একটি VASP CHGCAR ফাইল বা একটি গাশিয়ান CUBE ফাইল। শুধুমাত্র প্রয়োজন ইনপুট আর্গুমেন্ট চার্জ ঘনত্ব ফাইলের নাম।

কমান্ড লাইন আর্গুমেন্ট এবং আউটপুট ফাইল

বাদের বিশ্লেষণ প্রোগ্রাম চালানোর সময় নিম্নলিখিত বিকল্প ব্যবহার করা যেতে পারে
bader [ -c bader | voronoi ]
[ -n bader | voronoi ]
[ -b neargrid | ongrid | weight ]
[ -r refine_edge_method ]
[ -ref reference_charge ]
[ -vac off | auto | vacuum_density ]
[ -p all_atom | all_bader ]
[ -p sel_atom | sel_bader ] [volume list or range ]
[ -p sum_atom | sum_bader ] [ volume list or range ]
[ -p atom_index | bader_index ]
[ -i cube | chgcar ]
[ -h ] [ -v ]
chargefile
বিকল্প বিবরণ পেতে, চালান ‘bader -h’.

আউটপুট ফাইলগুলি

নিম্নলিখিত আউটপুট ফাইল তৈরি করা হয়: ACF.dat, BCF.dat, AtomVolumes.dat।

ACF.dat প্রতিটি পরমাণুর স্থানাঙ্ক অন্তর্ভুক্ত করে, Bader পার্টিশন অনুযায়ী এটি যুক্ত চার্জ, Bader পার্টিশন অনুযায়ী অনুযায়ী শতাংশ এবং পৃষ্ঠের সর্বনিম্ন দূরত্ব। এই দূরত্বটি মূল অঞ্চলের জন্য সর্বাধিক কাট বন্ধ ব্যাসার্ধের সাথে তুলনা করা উচিত যদি ছদ্ম সম্ভাব্যতা ব্যবহার করা হয়।

BCF.dat প্রতিটি বাদের ম্যাক্সিমা, যে ভলিউম মধ্যে চার্জ, নিকটতম পরমাণু এবং যে পরমাণুর দূরত্ব স্থানাঙ্ক রয়েছে।

AtomVolumes.dat প্রতিটি অ্যাটমকে নির্ধারিত প্রতিটি ভলিউমের সংখ্যা ধারণ করে। এই সংখ্যাগুলি BvAtxxxx.dat ফাইলের সংখ্যা অনুসারে।
বাদের ভলিউম মুদ্রণ বিকল্প ব্যবহার করে লেখা যেতে পারে।

    bader [ -p all_atom | all_bader ] chargefile
    bader [ -p sel_atom | sel_bader ] [ volume list or range ] chargefile
    bader [ -p sum_atom | sum_bader ] [ volume list or range ] chargefile
    bader [ -p atom_index | bader_index ] chargefile

-p none ডিফল্ট হল কোন চার্জ ঘনত্ব ফাইল লিখুন।

-p all_atom একটি পরমাণুর সাথে যুক্ত সমস্ত ভলিউম একত্রিত করুন এবং ফাইল লিখুন। এটি সমস্ত পরমাণুর জন্য করা হয় এবং BvAtxxxx.dat নামক ফাইলগুলিতে লিখিত হয়। পরমাণুর সাথে যুক্ত ভলিউমগুলি হল সেইগুলি, যার জন্য ভলিউমের মধ্যে চার্জ ঘনত্বের সর্বোচ্চ পরিমাণ পরমাণুর নিকটতম হয়।

-p all_bader একটি ফাইল থেকে সমস্ত Bader ভলিউম (0.0001 এর থ্রেশহোল্ড উপরে চার্জ ধারণকারী) লিখুন। প্রতিটি ভলিউমের চার্জ ডিস্ট্রিবিউশন বিভোলxxxx.dat নামক একটি পৃথক ফাইলে লেখা হয়। প্রাথমিক চার্জ ঘনত্ব ফাইলের ফরম্যাটের উপর নির্ভর করে এটি একটি CHGCAR বিন্যাস বা একটি CUBE ফাইল ফর্ম্যাটের হতে হবে। এই ফাইলগুলি বেশ বড় হতে পারে, তাই এই বিকল্পটি সতর্কতার সাথে ব্যবহার করা উচিত।

-p sel_atom নির্বাচিত পারমাণবিক ভলিউমটি লিখুন, পরবর্তী তালিকা বা ভলিউমের পরিসর থেকে পড়ুন।

-p sel_bader নির্বাচিত বাদের ভলিউমটি লিখুন, পরবর্তী তালিকা বা ভলিউম পরিসর থেকে পড়ুন।

-p sum_atom নির্বাচিত পারমাণবিক ভলিউম যোগ করুন, ভলিউম পরবর্তী তালিকা থেকে পড়া।

-p sum_bader নির্বাচিত Bader ভলিউম যোগ করুন, ভলিউম পরবর্তী তালিকা থেকে পড়া।

-p atom_index একটি চার্জ ঘনত্ব ফাইল এ পারমাণবিক ভলিউম ইনডেক্স লিখুন।

-p bader_index একটি চার্জ ঘনত্ব ফাইল থেকে বাদের ভলিউম ইনডেক্স লিখুন।

কল্পনা

Bader ভলিউমগুলি VASP ডেটা দর্শক, VMD, Jmol, Vesta, বা গাউসউইচ ফাইলের জন্য একটি ঘনক্ষেত্র প্রদর্শক (যেমন গাউস ভিউ) -এর সাথে লিখিত এবং ভিজ্যুয়ালাইজ করা যায়।

উদাহরণ

• নাইলল স্ফটিক
• কোর চার্জের সহ নাইলল স্ফটিক (অব্যবহৃত chgcar)
• C2H4 অণু, অভিযোজন 1 (ভ্যাস চগকার)
• C2H4 অণু, অভিযোজন 2 (অসম্পূর্ণ chgcar)
• H2O অণু (গাউশীয় ঘনক)

VASP ব্যবহারকারীদের জন্য দ্রষ্টব্য

ভিএএসপি কোড থেকে চার্জ ঘনত্বের (সিএইচসিএআর) ফাইলগুলির একটি প্রধান সমস্যা হল যে তারা কেবল ভ্যালেন্টস চার্জের ঘনত্ব ধারণ করে। Bader বিশ্লেষণ অনুমান করে যে চার্জ ডেনসিটি maxima পারমাণবিক কেন্দ্র (বা pseudoatoms এ) অবস্থিত। আক্রমনাত্মক pseudopotentials পরমাণু গুরুত্বপূর্ণ বন্ধন বৈশিষ্ট্য জন্য গণনা এবং অপ্রাসঙ্গিক উভয় উভয় ব্যয়বহুল হয় যেখানে পারমাণবিক কেন্দ্রে থেকে চার্জ সরান।
সম্প্রতি, ভিএএসপি ডেভেলপাররা একটি মডিউল যুক্ত করেছে (এডেনস) যা মূল চার্জের জন্য PAW গণনা থেকে লেখা হতে পারে। এই মডিউল ভাস্প সংস্করণ 4.6.31 08Feb07 এবং পরে অন্তর্ভুক্ত করা হয়। LAECHG = যোগ করে। TRUE। INCAR ফাইলে, কোর চার্জ AECCAR0- এ লেখা এবং AECCAR2 তে ভ্যালান্স চার্জ এই দুটি চার্জ ঘনত্ব ফাইলগুলি chgsum.pl স্ক্রিপ্ট ব্যবহার করে সংক্ষিপ্ত করা যেতে পারে:

    chgsum.pl AECCAR0 AECCAR2

মোট চার্জ CHGCAR_sum- এ লেখা হবে।
এই মোট চার্জ ঘনত্ব ফাইলে ব্যাটার বিশ্লেষণ করা যেতে পারে:

  bader CHGCAR -ref CHGCAR_sum

এক অবশেষে মনে রাখবেন যে আপনি সঠিক মোট কোর চার্জ সঠিকভাবে পুনরূদ্ধার করতে একটি সূক্ষ্ম fft গ্রিডের প্রয়োজন। মোট চার্জ সঠিক না হওয়া পর্যন্ত NG (X, Y, Z) F বাড়ানো, কয়েকটি গণনা করা অপরিহার্য।

CASTEP ব্যবহারকারীদের জন্য দ্রষ্টব্য

ইয়র্ক বিশ্ববিদ্যালয়ের হারুন হপকিন্সন এবং ডঃ ম্যাট প্রপার্ট্ট CASTEP চার্জিং ঘনত্ব থেকে VASP CHGCAR ফর্ম্যাটে রূপান্তর করার জন্য একটি den2vasp.tar.gz ইউটিলিটি প্রদান করেছেন যাতে এটি ব্যাডার বিশ্লেষণ প্রোগ্রাম(আপডেট 25/11/16)

লেখক

এই প্রোগ্রামটি আদ্রি আর্নলালডসন, ওয়েঞ্জি তং, স্যাম চিল, ওয়েনুই চাই, এবং গ্রিম হেনকেলম্যানের লেখা ছিল।

মূল অ্যালগরিদমের উন্নতি এড সানভিলে (লঘব্রো ইউনিভার্সিটি, যুক্তরাজ্য) দ্বারা উন্নত ছিল।

অবদান সহ: জোহানেস ভোস (ডিটিইউ), এরিক ম্যাকনিয়েলিস (এফএইচ), এবং ম্যাথিউ ডায়ার (লিভারপুল)

মাল্টিপোল কোড যোগ করা হয়েছে: সেবাস্তিয়ান লেবেগু, অঞ্জিয়ান জনস এবং এমমানুয়েল আউবার্ট (ইনস্টিটিউট জিন বারিয়োল, নান সাই-ইউনিভার্সিটি)

তথ্যসূত্র
ডব্লু টাং, ই। সানভিলে, এবং জি। হেনকেলম্যান এ গ্রিড ভিত্তিক ব্যাটার বিশ্লেষণ আলগোরিদিম লেটিস পক্ষপাতহীন ছাড়া, জে। ম্যাটার 21, 084২04 (২009)।

ই। সানভিলে, এস ডি কেনি, আর। স্মিথ, এবং জি। হেনকেলম্যান ব্যাডারে চার্জ বরাদ্দের জন্য একটি উন্নত গ্রিড ভিত্তিক আলগোরিদিম, জে কম্প। কেম। 28, 899-908 (2007)।

জি হেনকেলম্যান, এ। আর্নলালডসন এবং এইচ। জোনসন, ব্যাটারের ঘনত্বের দুর্গন্ধের জন্য দ্রুত এবং শক্তসমর্থ অ্যালগরিদম, কম্পুট। মাতা। সী। 36, 354-360 (২006)।

এম। ইউ এবং ডি। আর। ট্রিংক, বেডার চার্জ ইন্টিগ্রেশন জন্য যথাযথ এবং দক্ষ অ্যালগরিদম, জে। কেম। Phys। 134, 064111 (২011)।

Translated From http://theory.cm.utexas.edu/henkelman/code/bader/