Modeling by Cerius 2 Interface

1. Modeling by Cerius2 Interface Akigin上で“cerius3(or4)” と入力しCerius2 Interfaceを立ち上げる Cerius2 Modlesを利用する “File”→”Load Model” →“Cerius2-Models” →モデルの選択 Cerius2のモデルには格子定数や原子の座標などに誤りがあることがあるので、利用する際は注意しよう。 自分で作る、モデルを編集する “Build”→”3D-Sketcher” ・選択→マウス左　　　　・回転→マウス右 ・全原子選択→　　　　　・元のView→ ・選択解除→　　　　　　 原子を描画（右側のボタンで元素種の変更） 原子の変更（右側のボタンで元素種の変更） 原子の削除 “Geometry”→“Measurements” モデルの構造を確認 “Move”→“Atom Translate”　またはCtrl＋マウス中央ドラッグ 原子位置を移動する “Move”→“Atom Rotate”　またはCtrl＋マウス右ドラッグ 原子位置を回転する

2. Modeling by Cerius2 Interface(2) 例　Pt　６原子クラスタ • “Cerius2Models”→”metal”→”pure metal”　でPt単位格子のモデルを探す • “CrystalBuilder”→ “CrystalBuilding”→“Non-periodicSuperstructure”で周期境界セルを外す。　 • ”3D-Sketcher”を使い不要な元素を取り除く 例　H2O分子 • ”3D-Sketcher”を使いH、Oを描画する • “Atom Translate”等を使い実験値（この場合は気相の値)と同じ構造を与える 課 題 • “Cerius2-Model”から Ce, Cu, Pd, Rh, Sr のうちどれかひとつを選びPtと同じ8面体モデルを作ろう • ”3D-Sketcher”でO2, N2, CO2 ,NH3, CH4のうちどれかひとつを選びH2Oと同様のモデルを作ろう • 【参考】 O2→O-O：1.207Å, N2 →N-N：.098Å, CO2 →C-O：1.163Å, • NH3→∠H-N-H：106.7°N-H：1.010Å • CH4→ ∠H-C-H：109.5°N-H：1.087Å

3. ADF INPUT by Cerius2 ver3.8 “akigin2” 上で“cerius3”と入力しCerius2によりADFのInputを作成する　(他の“akigin”や“Cerius4” は不可) • “BUILDERS”を”QUANTUM1”にし”ADF”を選択 • “Geometry（ADFメニューの）”→ “Z-Matrics”→　“CartessianZmatrics”　を開き、全原子を選択して“ADD”し、原子の座標を追加する • “Geometry（ADFメニューの）”→ “Symmetry”で計算モデルの対称性を計算する • “Run”メニューを開き、計算の設定を行う • RUNは行わずに“FilePrefix”でInputFileを保存 ファイル名をつける。 Single Point（エネルギー一点計算)かGeometry Optimzation（構造最適化計算）かを選ぶ Moreで詳細設定。変えるとすればIterationを増やす程度 基底関数(BasisSet)の精度を選ぶ。（VのSmallCoreが最も高精度) LDAで計算するかGGAで計算するかを選ぶ。Moreで詳細設定。 ・電子スピンを考慮する場合はここをUNRESTRICTEDに変える ・GGAなら普通Perdew-Wang91が良いが、系によって異なる。 ・相対論効果の考慮の有無はここで設定する SCFのIteration（計算サイクルの上限）は200位が妥当。Mixingは重元素を含む場合は0.10にした方が無難

4. ADF RUN re-setting input file & run Ceriusで作成したadfinの計算条件を編集し、実行ファイル(adfrun)により計算を実行する。（共通の手順) • Cerius作成した.adfinファイルをエディタで開く。 • 相対論効果を考慮する場合のみ“＄ADFRESOURCES/V(またはIV)/”　を全て　 “＄ADFRESOURCES/ZORA/V(またはIV)/”　に書き変える • 相対論効果を考慮する場合のみ“Relativistic Scalar Pauli Frozen” を全て“Relativistic Scalar ZORA Frozen” に書き変える • GGAで計算する場合、“GradientPostSCFPW91XC”　の“PostSCF”を削除 • /town/akilab/yuki/のadfrunをコピーし、ファイルのヘッダ（ “pt6_vwn”の部分)を、自分が作成したadfinのヘッダ名に全て書き換える。 • 1~5まで全て終わったら “./adfrun &”と入力して実行　(＆　はバックグラウンドで実行の意だが、なぜかターミナルを閉じると計算も止まってしまうのでWindows上のターミナルでADFを計算してはいけない) ※emacsで文字列を一括変換する方法：　“Esc+%”→“対象となる文字列”を入力(enter)し”変換後の文字列“を入力、 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　“ !”キーで一度に変換　Spaceキーで一つづつ変換　 構造最適化したモデルの最終構造を保存する方法 • SgiのUNIXマシン(418のakitane,akindo1)で/world/jch/Molekel/molekel/bin/molekelを実行 • 右クリック→Load→adf→自分が計算したファイル名(.adfout)を入力 • 電子状態や電荷を調べたいときは.ｔ21ファイル名も入力 • 構造を保存するには、右クリック→Write→pdb(CurrentOrriesnt)→ファイル名(.pdb)を入力 重 要 • LDAで構造最適化し、GGAでエネルギーを求めるようなときに、上記のような方法で最適化構造 • を保存し、Ceriusで再度最適化構造についてADFのINPUTを作成する方法をとる。

5. ADF RESULT adfout & t21 file ADFの構造最適化計算で得た最終構造を視覚化する • Molekelで視覚的に確認できるが、画像として残すにはWin上で処理するのが便利。 • 具体的にはCeirusをAstec-XのXwindow上で実行し、Molekelで作成したpdbファイルを読み込み、構造を表示する。キーボード上の“PrintScreen”をおもむろに押すとメモリにスクリーン全体が記録されるので、Paintなどの画像処理ソフトで貼り付け・編集を行う。 • 　　　　（※結合距離や結合角を調べておくと役に立つ。） • 電子状態分布の画像が欲しいとき→黒川さんのGlmomongaを使う（黒川さんと相談) ADFOUTファイルから必要な情報を読む Adfoutファイルには電荷、分子軌道のPpulationや分子軌道係数、双極子モーメントなどが書かれている。 エネルギー ファイルの最後： 　Bond Energy LDA　・・・　LDAでの全エネルギー GGA-XC　・・・　GGAで補正後の全エネルギー 電荷 MULLIKEN POPULATIONS・・・　Mullikenの定義による電荷の値（Chrage) HIRSHFELDCHARGEANALYSIS　・・・　Hirshfeldの定義による電荷の値 　対応する原子はGEOMETRYのFLAGMENTで見る ※lessコマンドでファイルを見る→ファイルの最後へジャンプ　：　“Shift+ｇ” 　　　特定の文字列にジャンプ　 ： 前方検索　“?文字列”　　　後方検索　“/文字列”　 例）　エネルギーとMullikenの電荷を見る　 “Shift+ｇ”でエネルギーを見る→　 “?MUL”でMullikenの電荷を見る