LOBSTER专题

LOBSTER 基组旋转与正交化设置

总ICOHP的旋转不变性,以及关闭正交化后数值为何不能直接比较。

更新于 2026-11-12约 3 分钟阅读按任务与环境选择适用配置
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下载28组输入、实际输出和四张数据图,保存为example.zip:

python3 -m zipfile -e example.zip .
cd lobster-switch-examples
bash results.sh
bash plot.sh

本组使用LOBSTER6.0.0官方g++9.3.0静态OpenMP程序;复用此前集群VASP6.6.1计算的Si两原子金刚石结构,a=5.43Å、7³网格、ENCUT=520eV、EDIFF=10⁻⁶。VASP环境为NVHPC25.3、CUDA12.8、HPC-X2.22.1、MKL2023.2。没有新增DFT,28组操作均实际运行;其中专家选项用于理解定义变化,不建议作为默认设置。

完整VASP输入在vasp-inputs/,POTCAR、WAVECAR和二进制投影缓存不分发。重算需要您自己完成的同源VASP输出;先按LOBSTER输入准备生成波函数,再按本文提交后处理。

1. 改轨道方向而保持完整s/p子空间#

basisRotation 0 0 1 45

这表示绕z轴转45°。autoRotate则按局部配位环境自动寻找轨道对齐方式。方向会影响按px/py/pz分解的结果,但在保留完整s/p子空间且操作一致时,不应把总相互作用误认为因坐标转动而发生物理变化。

cat inputs/basis-rotation/lobsterin
sbatch job.slurm basis-rotation --source "$(pwd)/my-vasp"
sbatch job.slurm auto-rotation --source "$(pwd)/my-vasp"
cat lobster-switches.csv

本组两种旋转都实际重新投影,没有加载旧投影缓存。四条最近邻的总ICOHP在打印精度内与原设置一致,平均−4.56374396eV,电荷spilling约1.46%。

2. 正交化不是随意的性能开关#

cat inputs/without-reorthogonalization/lobsterin
cat inputs/without-basis-orthogonalization/lobsterin
cat inputs/legacy-H-matrix/lobsterin

以下参数只用于与特定旧定义或特殊分析比较:

skipReOrthonormalization
doNotOrthogonalizeBasis
forceV1HMatrix
noSymmetryCorrection

本包不是把这四行无差别放在一起:各目录采用各自完整输入。旧H矩阵例按原手册要求组合doNotOrthogonalizeBasis、forceV1HMatrix和noSymmetryCorrection。

本例设置 平均最近邻总ICOHP/eV
标准参考 −4.56374396
45°旋转 −4.56374396
自动旋转 −4.56374396
关闭投影重正交化 −2.75668376
关闭基组正交化 −0.42132062
旧H矩阵组合 −2.76980220

实际旋转与正交化比较

这些数字变化不能解读成化学键真的变弱或更稳定,因为您改变了分析定义。尤其不能把不同正交化合同的ICOHP数值放在同一材料强弱排名表里。

3. 实际建议#

普通成键分析保留标准正交化。仅为了让轨道方向更容易解释时,使用明确的旋转并同时核对总值;为了复现旧文献时,完整记录旧定义和全部相关开关。只看到spilling都为1.46%,不足以说明所有分析约定相同。

需要根据你的体系选择资源?联系讨论计算需求。实际可用软件与权限,以当前账户和运行环境为准。

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