Gaussian与VASP的区别

Posted by XiLock on June 17, 2020

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简单来说,周期性的体系且格子比较小,这种情况适合平面波方法做,非周期性的情况就得用大的格子来模拟(甚至还得动用一些其他的修正),平面波当然能做,但效率就很低了。

具体讲, 理论层面上没有太度不同,确实都是基于薛定谔方程近似(Kohn-Sham或Hartree-Fock或者post-Hartree-Fock)求解。根本的区别还是对体系态做展开时选取的基函数不同,VASP采用平面波,而Gaussian使用GTO作为基组,计算技术层面来说,两者主要区别:

  1. 平面波天生带周期性,必须搞个格子,计算量和格子大小有关,想要用在非周期性的体系并消除这个周期性影响的话就得另外想办法;反之,GTO想做周期体系的话需要将GTO做平移复制这样不断重复,但距离足够长之后就没什么贡献了,这样可以对这个平移进行截断,而算孤立系统不需要做什么处理。
  2. 平面波很难描述非光滑的态,如Coulomb势下靠近原子核的部分的波函数,所以绝大多数情况必须使用赝势或者在原子芯附近缀加其他种类的基函数,否则原则上并不能使用有限的动能截断展开;Gaussian函数虽然不能非常严格描述Coulomb势下靠近原子核的部分的波函数,但大指数的Gaussian函数在原子核附近与全电子的渐进是接近的,轻元素赝势可用可不用。
  3. 平面波可以通过动能截断来调整体系的基函数尺寸,可系统性控制计算精度,没有BSSE的问题,但基函数尺寸通常很大;GTO有BSSE的问题,但一般的计算中基组尺寸还是要小于平面波的。


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