Critic2 实操专题
从实际分子波函数和VASP密度开始，学习临界点、原子电荷、网格检查和NCI图。
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下载Critic2实操包，解压后进入包目录。每次重算使用一份新的目录；输入、原始结果、数据表和高清图都在包内。模块为 critic2/1.4，本专题按集群实际入口操作。
Critic2处理已经得到的结构和电子密度，适合做实空间拓扑、原子盆积分和相互作用可视化。先有可信的DFT/量子化学结果，再用它回答“密度在哪里聚集”“如何分配原子电荷”“分子间哪里出现低梯度区域”等问题。
1. 先选择入口#
| 需要做什么 | 阅读 |
|---|---|
| 从一份水二聚体密度跑通流程 | 第一次计算 |
| 分清Molden、WFN/WFX、CUBE及密度单位 | 密度文件与格式 |
| 找临界点、读曲率和画键路径 | 临界点与键路径 |
| 从密度得到原子电子数/净电荷 | 原子电荷积分 |
| 检查FFT网格和参考密度 | 网格与积分检查 |
| 生成NCI散点与真实三维等值面 | NCI相互作用图 |
| 没有DFT密度时认识前分子模型 | 前分子密度 |
| 查询本批主要命令与输出 | 命令和文件参考 |
2. 数据和计算来源#
水单体和水二聚体是在鸢算科技集群新计算的ORCA6.1.1 PBE/def2-SVP密度，采用ASE S22水二聚体固定几何，单体取其中第一个水，不做结构优化。WFN/WFX和Molden均由原生ORCA工具导出。
NaCl使用集群已有VASP实算，比较64³、96³、160³的实际FFT密度；这里重新进行格式转换、拓扑与积分，不把它们算成新的DFT。苯和尿素另采用Critic2内置结构/原子密度表，是明确标注的前分子模型。整包包含19个Critic2条件，有限模型和网格用于操作参考。
module purge
module load critic2/1.4
critic2 -h
bash list.sh
3. 环境与资源#
源码标签1.4的内部版本显示1.4.155，属于同一固定提交。构建采用GCC/GFortran13.3、通用 -O2、双精度、OpenMP，链接LAPACK3.12.1、Readline8.2、NLopt2.10.0、Libxc7.0.0和Libcint标签6.1.2。当前入口为CPU程序；无GUI、tblite或libxtb接口。本包配套提取/绘图调用已有NumPy、SciPy、Matplotlib和scikit-image环境。
在账户已分配的CPU资源上执行重算。包内 run.slurm 按CPU分区整节点56核规则准备，教学程序实际采用单线程；56核申请不代表示例实际占满56核或已经做过并行性能比较。
重新提取配套结果#
先看已有数据时，在新解压目录执行：
bash analyze.sh
ls analysis-reference
ls figures-reference
它从 reference/work/ 提取表格并生成9张图，不启动新的DFT。若要从上游水体系开始重算，在另一份新解压目录执行 bash run-all.sh；流程为ORCA计算 → 原生波函数导出 → 真实VASP密度转换 → Critic2 → 表格和图片，结果在 work/、analysis/、figures/。单例只产生对应目录，不要对缺少其他条件的半套结果调用整包分析。
返回Critic2专题。软件依据：固定1.4源码、官方手册。手册面向发展版本，具体写法以本专题对应入口和实际输入为准。
密度采样、脚本与结构工具#
以下教程复用同一真实水二聚体波函数和既有NaCl密度，提供23个独立输入与7张实际数据图；不重复进行DFT。
- Critic2 脚本与多标量场
- Critic2 点线平面与三维网格
- Critic2 周期密度与傅里叶网格
- Critic2 结构转换与扩胞
- Critic2 近邻配位与结构指纹
- Critic2 粉末衍射与倒易空间
- Critic2 点电荷晶体静电能
下载脚本与结构工具操作包。命令入口为 bash list.sh、bash run.sh 4、bash analyze.sh 与 bash run-all.sh。周期网格缩减采用配套傅里叶工具，再交Critic2读取；晶体结构转换不产生新的自洽电子密度。这里展示已实际运行的主要命令，其他专用积分、波函数和接口分支仍有各自适用条件。
区域积分与真实LDOS后处理#
- Critic2 Voronoi与等密度区域积分
- Critic2 球积分与采样设置
- Critic2 原生梯度路径与等高线
- Critic2 几何体积与脚本工具
- Critic2 STM：先生成真实LDOS
- Critic2 STM 恒高与恒流图
- Critic2 STM 数据提取与周期展示
Voronoi、阈值区域与有限半径球不等于同一种原子盆定义；固定求积和Monte Carlo分别检查离散/统计误差。STM先从实际电子结构提取偏压能窗LDOS，再画图，不能用全电荷密度代替。HEIGHT采用分数坐标，恒流信号采用高度Å，TOP 0给绝对z；绘图平铺/加密不产生新的电子结构信息。
原子盆、分子结构与谱线实操#
表面细分改变OBJ面片精度，不改变原始密度采样；额外价电子积分在QTREE中显式使用PROP_MODE 3。分子重排与内部几何替换不等同结构优化。XRPD处理已有一维曲线，与POWDER结构计算谱是不同命令，拟合保留初始文件和真实强度偏移。
分子色散、静电势与格式传递#
XDM参数同时匹配泛函和基组，固定几何的二聚体与单体分别处理；分子总密度积分与原子盆积分分别定义。基组依赖的HF/静电势操作使用实际MOLDEN经Multiwfn转换的FCHK，原方法以SCF输入输出为准。表面局部势极大不一定为正，搜索边界最大值也不一定是所选轴向σ-hole；原生n/a不填0。
力常数、声子与振动热力学#
使用真实NEP/symfc拟合的Si16力常数演示原生Critic2读取与单位/原子映射、q路径、移位网格、态密度和谐振F/S/Cv；Phonopy频率YAML与FC2分别使用对应入口。输出每2Si原胞和每1Si化学式单元的归一方式不同；Γ点近似不能代替全布里渊区。CALCULATOR VASP在本例只选择eV/Ų单位，数据来源仍为NEP；正式研究另做收敛与虚频分析。