<div dir="ltr">Hello CP2K users<div><br></div><div>Sorry about these basic questions. So, here the system was periodic in 3D. However if I have a 2D (surface slab) periodic system do I still have to set FULLY_PERIODIC keyword to True. What does "rotational motions are not projected out" mean? What is a translational invariant system (is any periodic system  translationally invariant?)? When should one use POISSON_SOLVER block? Also how should we interpret the frequencies in "Snippet output frequency run:" section.</div><div><br></div><div>So I tried to reproduce your results (just changed the basis set and the potentials to DZVP-MOLOPT-GTH and  GTH-PBE-q4 resp) and for 8 atom system, I get the following 21 normal modes while I should Ideally get 18 normal modes for 8 atoms (3N-6). So should the three (21-18) extra normal modes be equal to 0 ideally? Now, the normal modes are so close that I don't know which 18 I should consider as the actual normal modes. </div><div><br></div><div><div>      250.512753</div><div>      319.954005</div><div>      399.465765</div><div>      405.037651</div><div>      422.843253</div><div>      435.761877</div><div>     1097.038334</div><div>     1117.184070</div><div>     1124.201100</div><div>     1127.137991</div><div>     1128.074863</div><div>     1128.868198</div><div>     1133.580152</div><div>     1136.804637</div><div>     1141.857240</div><div>     1142.663552</div><div>     1155.931539</div><div>     1163.319124</div><div>     1617.679412</div><div>     1624.770294</div><div>     1627.580761</div></div><div><br></div><div>I am thinking of using the following input file for my 2D surface slab for frequency calculations.</div><div><br></div><div><div>&VIBRATIONAL_ANALYSIS</div><div>    FULLY_PERIODIC T </div><div>    DX 0.01</div><div>    NPROC_REP 8</div><div>  &MODE_SELECTIVE</div><div>     RESTART_FILE_NAME 4x4-VIBRATIONS-1.mol</div><div>      &INVOLVED_ATOMS</div><div>        INVOLVED_ATOMS 65 66</div><div>      &END INVOLVED_ATOMS</div><div>    ATOMS 65 66 </div><div>  &END MODE_SELECTIVE  </div><div>&END VIBRATIONAL_ANALYSIS</div><div><br></div><div>&FORCE_EVAL</div><div>  METHOD Quickstep</div><div>  STRESS_TENSOR ANALYTICAL</div><div>  &DFT</div><div>    BASIS_SET_FILE_NAME ./GTH_BASIS_SETS</div><div>    POTENTIAL_FILE_NAME ./GTH_POTENTIALS</div><div>    WFN_RESTART_FILE_NAME 4x4-RESTART.wfn </div><div>    &MGRID</div><div>      CUTOFF 480</div><div>      NGRIDS 5</div><div>    &END MGRID</div><div>    &QS</div><div>      WF_INTERPOLATION ASPC</div><div>      EXTRAPOLATION_ORDER 3</div><div>    &END QS</div><div>   &SCF</div><div>     EPS_SCF 1.E-6</div><div>     SCF_GUESS RESTART</div><div>     MAX_SCF 100</div><div>     &OUTER_SCF</div><div>      EPS_SCF 1.E-6</div><div>      MAX_SCF 20</div><div>     &END OUTER_SCF</div><div>     &OT T</div><div>       PRECONDITIONER FULL_SINGLE_INVERSE</div><div>       MINIMIZER CG</div><div>       LINESEARCH 3PNT</div><div>     &END OT</div><div>    &END SCF</div><div>    &XC</div><div>      &XC_FUNCTIONAL PBE</div><div>      &END XC_FUNCTIONAL</div><div>    &END XC</div><div>  &PRINT</div><div>  &END PRINT</div><div>  &END DFT</div><div>  &SUBSYS</div><div> &CELL</div><div>A      11.2005714139949148    0.0000000000000000    0.0000000000000000</div><div>B       5.6002857069974574    9.6999793814213842    0.0000000000000000</div><div>C       0.0000000000000000    0.0000000000000000   26.8589211979727551</div><div>&END CELL</div><div>&COORD</div><div>Pd    -0.0000061359210358 -0.0000222840946560  9.9880132312990213</div><div>Pd     2.8000908510293288  0.0000092115121854  9.9879695072021697</div><div>Pd     5.6002734938253287 -0.0000045647646310  9.9879245033445034</div><div>Pd     8.4004340473737855 -0.0000362027794058  9.9879677511115652</div><div>Pd     1.4000634784708132  2.4249744889860554  9.9880132682562639</div><div>Pd     4.2001617373702826  2.4250029632593546  9.9879685687298245</div><div>Pd     7.0003471689337546  2.4249881536022277  9.9879248470317670</div><div>Pd     9.8005050809925134  2.4249618882564654  9.9879671972427317</div><div>Pd     2.8001369378977943  4.8499691363190243  9.9880148797577206</div><div>Pd     5.6002312352107486  4.8499974956142475  9.9879690366522222</div><div>Pd     8.4004168005198139  4.8499832866277810  9.9879251120231469</div><div>Pd    11.2005770533358611  4.8499548963592893  9.9879640638995539</div><div>Pd     4.2002068480680155  7.2749634825025922  9.9880166024601085</div><div>Pd     7.0003058990547880  7.2749930185934337  9.9879692328558018</div><div>Pd     9.8004884696248684  7.2749791367862375  9.9879232637271596</div><div>Pd    12.6006459666106423  7.2749492464615217  9.9879647613984162</div><div>Pd     1.4002245368808004  0.8084157041067350 12.3012388137054103</div><div>Pd     4.2003558131593932  0.8084218859192664 12.3012418639169621</div><div>Pd     7.0005061178333099  0.8084332483716472 12.3012622163864087</div><div>Pd     9.8006578762588088  0.8084217487769948 12.3012772146045251</div><div>Pd     2.8002965326028924  3.2334107313122149 12.3012392548407323</div><div>Pd     5.6004272909567518  3.2334165217953741 12.3012418245909636</div><div>Pd     8.4005772468615536  3.2334291460788043 12.3012628426338733</div><div>Pd    11.2007297065823632  3.2334147570161607 12.3012750335016499</div><div>Pd     4.2003688965050028  5.6584053402129628 12.3012398254336990</div><div>Pd     7.0004993266283773  5.6584119088267411 12.3012414536964982</div><div>Pd     9.8006498524563774  5.6584251222740383 12.3012626779581495</div><div>Pd    12.6008005523876250  5.6584086848353445 12.3012752704691177</div><div>Pd     5.6004393945982400  8.0834002167787382 12.3012396637977126</div><div>Pd     8.4005708513076502  8.0834072604243818 12.3012409646385859</div><div>Pd    11.2007215403971241  8.0834195185537538 12.3012615384488573</div><div>Pd    14.0008718167863044  8.0834038420466356 12.3012780910986823</div><div>Pd     0.0000000000000000  1.6166632302368973 14.5726141319818385</div><div>Pd     2.8001428534987292  1.6166632302368973 14.5726141319818385</div><div>Pd     5.6002857069974583  1.6166632302368973 14.5726141319818385</div><div>Pd     8.4004285604961844  1.6166632302368973 14.5726141319818385</div><div>Pd     1.4000714267493641  4.0416580755922427 14.5726141319818385</div><div>Pd     4.2002142802480922  4.0416580755922427 14.5726141319818385</div><div>Pd     7.0003571337468218  4.0416580755922427 14.5726141319818385</div><div>Pd     9.8004999872455478  4.0416580755922427 14.5726141319818385</div><div>Pd     2.8001428534987287  6.4666529209475891 14.5726141319818385</div><div>Pd     5.6002857069974574  6.4666529209475891 14.5726141319818385</div><div>Pd     8.4004285604961844  6.4666529209475891 14.5726141319818385</div><div>Pd    11.2005714139949148  6.4666529209475891 14.5726141319818385</div><div>Pd     4.2002142802480922  8.8916477663029347 14.5726141319818385</div><div>Pd     7.0003571337468218  8.8916477663029347 14.5726141319818385</div><div>Pd     9.8004999872455496  8.8916477663029347 14.5726141319818385</div><div>Pd    12.6006428407442783  8.8916477663029347 14.5726141319818385</div><div>Pd     0.0000000000000000  0.0000000000000000 16.8589211979727551</div><div>Pd     2.8001428534987287  0.0000000000000000 16.8589211979727551</div><div>Pd     5.6002857069974574  0.0000000000000000 16.8589211979727551</div><div>Pd     8.4004285604961844  0.0000000000000000 16.8589211979727551</div><div>Pd     1.4000714267493644  2.4249948453553460 16.8589211979727551</div><div>Pd     4.2002142802480922  2.4249948453553460 16.8589211979727551</div><div>Pd     7.0003571337468218  2.4249948453553460 16.8589211979727551</div><div>Pd     9.8004999872455478  2.4249948453553460 16.8589211979727551</div><div>Pd     2.8001428534987287  4.8499896907106921 16.8589211979727551</div><div>Pd     5.6002857069974574  4.8499896907106921 16.8589211979727551</div><div>Pd     8.4004285604961844  4.8499896907106921 16.8589211979727551</div><div>Pd    11.2005714139949148  4.8499896907106921 16.8589211979727551</div><div>Pd     4.2002142802480922  7.2749845360660377 16.8589211979727551</div><div>Pd     7.0003571337468218  7.2749845360660377 16.8589211979727551</div><div>Pd     9.8004999872455478  7.2749845360660377 16.8589211979727551</div><div>Pd    12.6006428407442765  7.2749845360660377 16.8589211979727551</div><div>C     2.7695479032678416  1.5018869319588131  8.8099561225681224</div><div>O     2.7497835812269869  1.4846637516465382  7.6749430013606608</div><div>&END COORD</div><div>    &KIND Pd </div><div>      BASIS_SET DZVP-MOLOPT-SR-GTH </div><div>      POTENTIAL GTH-PBE-q18</div><div>    &END KIND</div><div>    &KIND O</div><div>      BASIS_SET DZVP-MOLOPT-GTH</div><div>      POTENTIAL GTH-PBE-q6</div><div>    &END KIND</div><div>    &KIND C</div><div>      BASIS_SET DZVP-MOLOPT-GTH</div><div>      POTENTIAL GTH-PBE-q4</div><div>    &END KIND</div><div>  &END SUBSYS</div><div>&END FORCE_EVAL</div><div>&GLOBAL</div><div>  PROJECT 4x4</div><div>  RUN_TYPE VIBRATIONAL_ANALYSIS</div><div>  PRINT_LEVEL LOW</div><div>&END GLOBAL</div><div> &MOTION</div><div>  &GEO_OPT</div><div>    MAX_ITER 200 </div><div>    MAX_FORCE 0.0009725</div><div>    OPTIMIZER BFGS </div><div>  &END GEO_OPT</div><div>  &CONSTRAINT</div><div>    &FIXED_ATOMS</div><div>     LIST 33..64</div><div>    &END FIXED_ATOMS</div><div>  &END CONSTRAINT</div><div> &END MOTION</div></div><div><br></div><div>Thank you for any help.</div><div><br></div><div><br></div><div><br>On Friday, April 9, 2010 11:35:20 AM UTC-4, An Ghysels wrote:<blockquote class="gmail_quote" style="margin: 0;margin-left: 0.8ex;border-left: 1px #ccc solid;padding-left: 1ex;">Dear forum users,<p>I am calculating frequencies in periodic structures, from which I'd<br>like to derive thermodynamic quantities like the entropy etc.<br>Therefore I use the VIBRATIONAL_ANALYSIS keyword, where I have put the<br>FULLY_PERIODIC keyword to True, such that rotational motions are not<br>projected out.</p><p>In principle, the second derivatives matrix should have 3 zero<br>eigenvalues (even in non-optimized systems), because the system is<br>translational invariant. However, this is not the case in my<br>calculations. Even in a small test case like diamond with a cubic cell<br>containing 8 atoms, the "zero" frequencies deviate largely from zero.</p><p>(Between brackets: I'm much bothered by this bad performance, because<br>it signals that the numerical accuracy of the frequencies is poor. I<br>aim at studying larger unit cells (eg with 100 to 200 QM atoms) where<br>I surely will encounter floppy modes, which are even more sensible to<br>numerical errors. And those floppy modes play an essential role in the<br>partition function/thermodynamics. Therefore, I wish to improve the<br>accuracy of the calculated frequencies.)</p><p>So my questions are mainly: why is the accuracy so bad? Is this<br>directly related to the eggbox effect, and if so, how to remedy it? Is<br>it something with interpolation grids? And what to do to improve it?</p><p>I tried decreasing the EPS_DEFAULT (down to 10e-16), increasing the<br>E_CUTOFF (up to 1400 Rydberg), increasing the REL_CUTOFF accordingly,<br>adding the keyword COMMENSURATE, changing the interpolation grid (to<br>spline3), but the improvements still do not get me close to "zero"<br>frequencies (still of the order -70 to 50 cm-1).</p><p>Looking forward to your comments and remarks,</p><p>An</p><p>Below: Information on version, input geometry optimization, input<br>frequency run, snippets of output<br>=====<br>Version:<br> CP2K| version string:                  CP2K version 2.0.1<br>(Development Version)<br> CP2K| is freely available from                          <a href="http://cp2k.berlios.de/" target="_blank" onmousedown="this.href='http://www.google.com/url?q\75http%3A%2F%2Fcp2k.berlios.de%2F\46sa\75D\46sntz\0751\46usg\75AFQjCNG8a04cBV6g-qX2gL0GLMujwBbc_g';return true;" onclick="this.href='http://www.google.com/url?q\75http%3A%2F%2Fcp2k.berlios.de%2F\46sa\75D\46sntz\0751\46usg\75AFQjCNG8a04cBV6g-qX2gL0GLMujwBbc_g';return true;">http://cp2k.berlios.de/</a><br> CP2K| Program compiled at<br>Wed_Sep__9_15:48:59_CEST_2009<br> CP2K| Program compiled<br>on                                               gengar1<br> CP2K| Program compiled for                                   Linux-<br>x86-64-intel<br>=====<br>Input geomery optimization<br>&GLOBAL<br>  PRINT_LEVEL high<br>  PROJECT_NAME vib<br>  RUN_TYPE GEO_OPT<br>  PREFERRED_FFT_LIBRARY FFTW<br>&END GLOBAL</p><p>&MOTION<br>  &GEO_OPT<br>    OPTIMIZER BFGS<br>    MAX_ITER 300<br>  &END GEO_OPT<br>&END MOTION</p><p>&VIBRATIONAL_ANALYSIS<br>    FULLY_PERIODIC T<br>&END VIBRATIONAL_ANALYSIS</p><p>&FORCE_EVAL</p><p>  METHOD QS<br>  &DFT<br>    BASIS_SET_FILE_NAME GTH_BASIS_SETS<br>    POTENTIAL_FILE_NAME GTH_POTENTIALS<br>    &MGRID<br>      CUTOFF 100<br>      REL_CUTOFF 23<br>      COMMENSURATE<br>    &END MGRID<br>    &QS<br>     EPS_DEFAULT 1.0E-10<br>    &END QS<br>    &SCF<br>      EPS_SCF 1.0E-5<br>      MAX_SCF 100<br>      SCF_GUESS RESTART<br>      &OUTER_SCF<br>        EPS_SCF 1.0E-5<br>        MAX_SCF 20<br>      &END<br>      &OT<br>        ALGORITHM IRAC<br>        MINIMIZER CG<br>        PRECONDITIONER FULL_ALL<br>        ENERGY_GAP 0.001<br>      &END OT<br>      &PRINT<br>        &RESTART<br>         BACKUP_COPIES 0<br>        &END RESTART<br>      &END PRINT<br>    &END SCF<br>    &XC<br>      &XC_FUNCTIONAL PBE<br>      &END XC_FUNCTIONAL<br>    &END XC<br>    &POISSON<br>     POISSON_SOLVER PERIODIC<br>     PERIODIC XYZ<br>     &EWALD<br>       EWALD_TYPE EWALD<br>       ALPHA 0.3<br>       GMAX 11<br>       O_SPLINE 6<br>     &END EWALD<br>   &END POISSON<br>  &PRINT<br>  &END PRINT<br>  &END DFT</p><p>  &SUBSYS<br>    &CELL<br>      ABC 3.567 3.567 3.567<br>      PERIODIC XYZ<br>    &END CELL<br>    &COORD<br>C  -0.066491  -0.063731  -0.038851<br>C   0.019572   1.759040   1.767428<br>C   1.756129   0.023158   1.769616<br>C   1.767376   1.770784   0.004363<br>C   0.841267   0.843123   0.828198<br>C   2.663349   0.903043   2.661920<br>C   0.899007   2.665284   2.661387<br>C   2.644659   2.648722   0.926362<br>  &END COORD<br>    &TOPOLOGY<br>      &GENERATE<br>        CREATE_MOLECULES<br>      &END GENERATE<br>    &END TOPOLOGY</p><p>      &KIND C<br>      BASIS_SET DZVP-GTH<br>      POTENTIAL GTH-PBE-q4<br>    &END KIND</p><p>  &END SUBSYS<br>&END FORCE_EVAL<br>=====<br>Input Frequency run<br>&GLOBAL<br>  PRINT_LEVEL high<br>  PROJECT_NAME vib<br>  RUN_TYPE VIBRATIONAL_ANALYSIS<br>  PREFERRED_FFT_LIBRARY FFTW<br>&END GLOBAL</p><p>&MOTION<br>  &GEO_OPT<br>    OPTIMIZER BFGS<br>    MAX_ITER 300<br>  &END GEO_OPT<br>&END MOTION</p><p>&VIBRATIONAL_ANALYSIS<br>    FULLY_PERIODIC T<br>&END VIBRATIONAL_ANALYSIS</p><p>&FORCE_EVAL</p><p>  METHOD QS<br>  &DFT<br>    BASIS_SET_FILE_NAME GTH_BASIS_SETS<br>    POTENTIAL_FILE_NAME GTH_POTENTIALS<br>    &MGRID<br>      CUTOFF 100<br>      REL_CUTOFF 23<br>      COMMENSURATE<br>    &END MGRID<br>    &QS<br>     EPS_DEFAULT 1.0E-10<br>    &END QS<br>    &SCF<br>      EPS_SCF 1.0E-5<br>      MAX_SCF 100<br>      SCF_GUESS RESTART<br>      &OUTER_SCF<br>        EPS_SCF 1.0E-5<br>        MAX_SCF 20<br>      &END<br>      &OT<br>        ALGORITHM IRAC<br>        MINIMIZER CG<br>        PRECONDITIONER FULL_ALL<br>        ENERGY_GAP 0.001<br>      &END OT<br>      &PRINT<br>        &RESTART<br>         BACKUP_COPIES 0<br>        &END RESTART<br>      &END PRINT<br>    &END SCF<br>    &XC<br>      &XC_FUNCTIONAL PBE<br>      &END XC_FUNCTIONAL<br>    &END XC<br>    &POISSON<br>     POISSON_SOLVER PERIODIC<br>     PERIODIC XYZ<br>     &EWALD<br>       EWALD_TYPE EWALD<br>       ALPHA 0.3<br>       GMAX 11<br>       O_SPLINE 6<br>     &END EWALD<br>   &END POISSON<br>  &PRINT<br>  &END PRINT<br>  &END DFT<br>  &SUBSYS<br>    &CELL<br>      ABC 3.567 3.567 3.567<br>      PERIODIC XYZ<br>    &END CELL<br>    &COORD<br>  C        -0.0393192769       -0.0522499977       -0.0007602780<br>  C         0.0299677090        1.7769206120        1.7824574256<br>  C         1.7642084626        0.0471181783        1.7911208859<br>  C         1.7938452241        1.7853211459        0.0053883203<br>  C         0.8664406756        0.8762954420        0.8435833733<br>  C         2.6939879368        0.9029246308        2.6806928814<br>  C         0.9092781460        2.6785011492        2.6771532650<br>  C         2.6481574040        2.6661172907        0.9483093511<br>  &END COORD<br>    &TOPOLOGY<br>      &GENERATE<br>        CREATE_MOLECULES<br>      &END GENERATE<br>    &END TOPOLOGY</p><p>      &KIND C<br>      BASIS_SET DZVP-GTH<br>      POTENTIAL GTH-PBE-q4<br>    &END KIND</p><p>  &END SUBSYS<br>&END FORCE_EVAL<br>=====<br>Snippet output frequency run:<br>If I look at the values with the lowest absolute value and I convert<br>them to cm-1, it is poor accuracy:</p><p> VIB| Cartesian Low frequencies ----0.44072    -0.10876E-01<br>0.12458     0.69806<br> VIB| Cartesian Low frequencies --- 0.71490      1.4715<br>2.0898      3.8120<br> VIB| Cartesian Low frequencies ---  5.8007<br> VIB| Frequencies after removal of the rotations and translations<br> VIB| Internal  Low frequencies ----0.14095     0.50894<br>1.4072      2.0559<br> VIB| Internal  Low frequencies ---  3.6794      5.7900<br>25.027      25.504<br> VIB| Internal  Low frequencies ---  25.855      25.997<br>26.180      26.684<br> VIB| Internal  Low frequencies ---  26.818      26.970<br>27.202      27.461<br> VIB| Internal  Low frequencies ---  27.643      28.937<br>54.059      54.351<br> VIB| Internal  Low frequencies ---  54.817</p><p> VIB|                        NORMAL MODES - CARTESIAN DISPLACEMENTS<br> VIB|<br> VIB|                         1<br>2                    3<br> VIB|Frequency (cm^-1)   -82.399299           156.573040<br>260.352529<br>...<br> <br>------------------------------<wbr>------------------------------<wbr>-------------------<br> ----                             MULTIGRID<br>INFO                            ----<br> <br>------------------------------<wbr>------------------------------<wbr>-------------------<br> count for grid        1:            868          cutoff<br>[a.u.]           50.00<br> count for grid        2:            276          cutoff<br>[a.u.]           12.50<br> count for grid        3:             80          cutoff<br>[a.u.]            3.12<br> count for grid        4:              0          cutoff<br>[a.u.]            0.78<br> total gridlevel count  :           1224</p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p></blockquote></div></div>