GPAW水分子实时TDDFT

下载完整Python输入、原始结果、CSV和绘图脚本。以下短命令在解压目录、已分配的CPU资源中执行，输出写入 work/。本模块为CPU构建，加载GPU资源不会自动启用GPU计算。

1 先准备实际优化结构#

bash run.sh water-lcao-opt
bash run.sh tddft

响应脚本读取前一步优化结构，重新生成关闭点群的基态：

from ase.io import read
from gpaw import GPAW, FermiDirac
atoms = read('../water-lcao-opt/structure.xyz')
atoms.calc = GPAW(mode='lcao', basis='dzp', h=0.25,
    xc='PBE', nbands=12, occupations=FermiDirac(0.01),
    symmetry={'point_group':False},
    convergence={'energy':1e-6,'density':1e-5,'eigenstates':1e-8},
    txt='ground.txt')
atoms.get_potential_energy()
atoms.calc.write('ground.gpw', mode='all')

该段在响应工作目录执行，完整构造与文件传递在run_response.py。点群设置必须在基态阶段处理，不能把含不适用对称性的旧文件改个名字后交给实时传播。

2 施加弱脉冲并传播#

from gpaw.lcaotddft import LCAOTDDFT
from gpaw.lcaotddft.dipolemomentwriter import DipoleMomentWriter
from gpaw.tddft.spectrum import photoabsorption_spectrum
td = LCAOTDDFT('ground.gpw', txt='tddft.txt')
DipoleMomentWriter(td, 'dm.dat')
td.absorption_kick([0,0,1e-5])
td.propagate(8.0, 1000)
photoabsorption_spectrum('dm.dat', 'spectrum.dat', width=0.3,
                        e_min=0, e_max=20, delta_e=0.05)

时间步8 as、1000步，共8 fs；脉冲沿z方向，幅度1E-5原子单位。这里是固定原子结构上的电子动力学，不是分子核的8 fs MD。

3 读文件时先看头部#

head work/response-tddft-v2/dm.dat
head work/response-tddft-v2/spectrum.dat

dm.dat的时间为原子单位，乘0.02418884得到fs。默认 density='comp'时norm列为补偿总电荷密度积分，接近0；不能将它误读为本分子的电子数或直接叫作波函数范数。

spectrum.dat给出能量和S_x/S_y/S_z。这里主要激发z通道。Gaussian width参数0.3 eV对应文件注明的FWHM约0.706446 eV，不是0.3 eV的实验线宽。

4 这是短时间操作示例#

8 fs的有限时间分辨率、基组、盒长和展宽都会影响峰形；本次低能有小的负数值，不将其截成正数或解释为光学增益。需要可靠光谱时应延长传播、比较时间步与弱脉冲线性范围，并检查三个偏振方向。

只比较不同方向时，应保持结构、基态、时间长度和后处理窗口一致。完整接口步骤可对照官方LCAO实时TDDFT教程。