<div dir="ltr">Hello all,<div><br></div><div>I've been trying to generate a DZVP basis set for titanium with 4 valence electrons for DFT calculations using the PBE functional. From what I understand there are two different modules that can be used to achieve this: OPTIMIZE_BASIS and ATOM. </div><div><br></div><div>The ATOM needs a suitable pseudopotential to optimise a pre-existing basis set. To this end, I first generated a GTH pseudopotential for titanium (with 4 valence electrons) using the 'Goedecker/pseudo/v2.2' code found in the ${CP2K_PATH}/potentials directory. I then used this pseudopotential to optimise the exponents of the Ti TZV2P-MOLOPT-SR-GTH basis set found in the ${CP2K_PATH}/cp2k/data/BASIS_MOLOPT_UCL to create an uncontracted basis set with ATOM and RUN_TYPE BASIS_OPTIMIZATION. I then used the same module with RUN_TYPE ENERGY to generate a set of contraction coefficients. I finally optimised the basis set I thus obtained using the OPTIMIZE_BASIS module. I attached the relevent inputs and outputs for reference.</div><div><br></div><div>Everything calculation ran successfully (i.e. CP2K did not crash) but I am unsure of the correctness of my results. I therefore had a few questions about the entire process.</div><div><br></div><div><u>Questions about pseudopotential generation using Goedecker/pseudo/v2.2:</u></div><div><span><span style="font-size: 11pt; font-family: Arial; color: rgb(0, 0, 0); background-color: transparent; font-variant-numeric: normal; font-variant-east-asian: normal; vertical-align: baseline; white-space: pre-wrap;"><br></span></span></div><div><span id="docs-internal-guid-f7fdaaf9-7fff-79b5-0196-9005a9fb319d"><span style="background-color: transparent; font-variant-numeric: normal; font-variant-east-asian: normal; vertical-align: baseline;"> </span><span style="font-size: 11pt; font-family: Arial; color: rgb(0, 0, 0); background-color: transparent; font-variant-numeric: normal; font-variant-east-asian: normal; vertical-align: baseline; white-space: pre-wrap;">In the README, it says to aim for a final residue of about 10</span><span style="font-size: 6.6pt; font-family: Arial; color: rgb(0, 0, 0); background-color: transparent; font-variant-numeric: normal; font-variant-east-asian: normal; vertical-align: super; white-space: pre-wrap;">-6</span><span style="font-size: 11pt; font-family: Arial; color: rgb(0, 0, 0); background-color: transparent; font-variant-numeric: normal; font-variant-east-asian: normal; vertical-align: baseline; white-space: pre-wrap;"> when fitting the pseudo-wavefunctions of the valence orbitals. It also indicates that if this criterion is not met, then one must increase the number of Gaussians used for the fit and increase the value of rij. </span><span style="font-size: 11pt; font-family: Arial; color: rgb(0, 0, 0); background-color: transparent; font-weight: 700; font-variant-numeric: normal; font-variant-east-asian: normal; vertical-align: baseline; white-space: pre-wrap;">In my case, doing so does barely affects these residues </span><span style="font-size: 11pt; font-family: Arial; color: rgb(0, 0, 0); background-color: transparent; font-variant-numeric: normal; font-variant-east-asian: normal; vertical-align: baseline; white-space: pre-wrap;">(I get residue~10</span><span style="font-size: 6.6pt; font-family: Arial; color: rgb(0, 0, 0); background-color: transparent; font-variant-numeric: normal; font-variant-east-asian: normal; vertical-align: super; white-space: pre-wrap;">-6</span><span style="font-size: 11pt; font-family: Arial; color: rgb(0, 0, 0); background-color: transparent; font-variant-numeric: normal; font-variant-east-asian: normal; vertical-align: baseline; white-space: pre-wrap;"> for the 4s AO and ~10</span><span style="font-size: 6.6pt; font-family: Arial; color: rgb(0, 0, 0); background-color: transparent; font-variant-numeric: normal; font-variant-east-asian: normal; vertical-align: super; white-space: pre-wrap;">-4</span><span style="font-size: 11pt; font-family: Arial; color: rgb(0, 0, 0); background-color: transparent; font-variant-numeric: normal; font-variant-east-asian: normal; vertical-align: baseline; white-space: pre-wrap;"> for the 3d AO), increasing the number of fitting cycles (up to 200) does not change anything either; </span><span style="font-size: 11pt; font-family: Arial; color: rgb(0, 0, 0); background-color: transparent; font-weight: 700; font-variant-numeric: normal; font-variant-east-asian: normal; vertical-align: baseline; white-space: pre-wrap;">what other settings should I change in order to get an adequately accurate pseudopotential? </span><span style="font-size: 11pt; font-family: Arial; color: rgb(0, 0, 0); background-color: transparent; font-variant-numeric: normal; font-variant-east-asian: normal; vertical-align: baseline; white-space: pre-wrap;">I am currently using 30 Gaussians (I have tried using up to 100) and rij = 10.0 (I have tried increasing it to 200). I have also tried using a dense Gaussian basis but it does not help much. For clarification I followed the example given in the README of the ${</span></span><span id="docs-internal-guid-6419c7c5-7fff-ab89-d517-d23f0d838c71"><span style="font-size: 11pt; font-family: Arial; color: rgb(0, 0, 0); background-color: transparent; font-variant-numeric: normal; font-variant-east-asian: normal; vertical-align: baseline; white-space: pre-wrap;">CP2K_PATH}/potentials/Goedecker/pseudo/v2.2 folder.</span></span></div><div><br></div><div><u>Questions about  basis set optimisation:</u></div><div><ul><li dir="ltr" style="list-style-type: disc; font-size: 11pt; font-family: Arial; color: rgb(0, 0, 0); background-color: transparent; font-variant-numeric: normal; font-variant-east-asian: normal; vertical-align: baseline; white-space: pre;"><p dir="ltr" style="line-height:1.38;margin-top:0pt;margin-bottom:0pt;"><span style="font-size: 11pt; background-color: transparent; font-weight: 700; font-variant-numeric: normal; font-variant-east-asian: normal; vertical-align: baseline; white-space: pre-wrap;">Which module </span><span style="font-size: 11pt; background-color: transparent; font-variant-numeric: normal; font-variant-east-asian: normal; vertical-align: baseline; white-space: pre-wrap;">(i.e. OPTIMIZE_BASIS or ATOM)</span><span style="font-size: 11pt; background-color: transparent; font-weight: 700; font-variant-numeric: normal; font-variant-east-asian: normal; vertical-align: baseline; white-space: pre-wrap;"> is more appropriate for optimizing a pre-existing basis?</span></p></li><li dir="ltr" style="list-style-type: disc; font-size: 11pt; font-family: Arial; color: rgb(0, 0, 0); background-color: transparent; font-variant-numeric: normal; font-variant-east-asian: normal; vertical-align: baseline; white-space: pre;"><p dir="ltr" style="line-height:1.38;margin-top:0pt;margin-bottom:0pt;"><span style="font-size: 11pt; background-color: transparent; font-weight: 700; font-variant-numeric: normal; font-variant-east-asian: normal; vertical-align: baseline; white-space: pre-wrap;"><span style="font-weight:normal;" id="docs-internal-guid-fce7ea2a-7fff-1deb-015f-99fba3af6c02"><span style="font-size: 11pt; background-color: transparent; font-variant-numeric: normal; font-variant-east-asian: normal; vertical-align: baseline;">For the BASIS_OPTIMIZATION output:</span></span></span></p></li></ul></div><blockquote style="margin: 0 0 0 40px; border: none; padding: 0px;"><blockquote style="margin: 0 0 0 40px; border: none; padding: 0px;"><div><div><span id="docs-internal-guid-704ffc07-7fff-50fb-b348-2b2cd66ca0c0"><span style="font-size: 11pt; font-family: Arial; color: rgb(0, 0, 0); background-color: transparent; font-weight: 700; font-variant-numeric: normal; font-variant-east-asian: normal; vertical-align: baseline; white-space: pre-wrap;">what constitutes an acceptable final residuum value? </span><span style="font-size: 11pt; font-family: Arial; color: rgb(0, 0, 0); background-color: transparent; font-variant-numeric: normal; font-variant-east-asian: normal; vertical-align: baseline; white-space: pre-wrap;">(all examples I have found have a final residuum of ~10</span><span style="font-size: 6.6pt; font-family: Arial; color: rgb(0, 0, 0); background-color: transparent; font-variant-numeric: normal; font-variant-east-asian: normal; vertical-align: super; white-space: pre-wrap;">2</span><span style="font-size: 11pt; font-family: Arial; color: rgb(0, 0, 0); background-color: transparent; font-variant-numeric: normal; font-variant-east-asian: normal; vertical-align: baseline; white-space: pre-wrap;">). </span></span></div></div></blockquote><blockquote style="margin: 0 0 0 40px; border: none; padding: 0px;"><div><div><span style="background-color: transparent; color: rgb(0, 0, 0); font-family: Arial; font-size: 11pt; font-weight: 700; font-variant-numeric: normal; font-variant-east-asian: normal; vertical-align: baseline; white-space: pre-wrap;"></span></div></div></blockquote></blockquote><div> </div><blockquote style="margin: 0 0 0 40px; border: none; padding: 0px;"><blockquote style="margin: 0 0 0 40px; border: none; padding: 0px;"><div><div><span style="background-color: transparent; color: rgb(0, 0, 0); font-family: Arial; font-size: 11pt; font-weight: 700; font-variant-numeric: normal; font-variant-east-asian: normal; vertical-align: baseline; white-space: pre-wrap;">Are the values of ‘Rho difference’ and ‘Condition number’ better indicators of a successful run? </span><span style="background-color: transparent; color: rgb(0, 0, 0); font-family: Arial; font-size: 11pt; font-variant-numeric: normal; font-variant-east-asian: normal; vertical-align: baseline; white-space: pre-wrap;">If yes, </span><span style="background-color: transparent; color: rgb(0, 0, 0); font-family: Arial; font-size: 11pt; font-weight: 700; font-variant-numeric: normal; font-variant-east-asian: normal; vertical-align: baseline; white-space: pre-wrap;">what final values are acceptable for these numbers?</span></div></div></blockquote></blockquote><div><ul><li dir="ltr" style="list-style-type: disc; font-size: 11pt; font-family: Arial; color: rgb(0, 0, 0); background-color: transparent; font-variant-numeric: normal; font-variant-east-asian: normal; vertical-align: baseline; white-space: pre;"><p dir="ltr" style="line-height:1.38;margin-top:0pt;margin-bottom:0pt;"><span style="font-size: 11pt; background-color: transparent; font-weight: 700; font-variant-numeric: normal; font-variant-east-asian: normal; vertical-align: baseline; white-space: pre-wrap;">Is it better to start by optimising the exponents and then do the coefficients, or the other way around?</span></p></li><li> <span id="docs-internal-guid-9e4f98d7-7fff-4e15-fd12-7eb5802105d5"><span style="font-size: 11pt; font-family: Arial; color: rgb(0, 0, 0); background-color: transparent; font-weight: 700; font-variant-numeric: normal; font-variant-east-asian: normal; vertical-align: baseline; white-space: pre-wrap;">In the ATOM module, how does one get a good appreciation of what type atomic confinement is more appropriate and how should one select the numerical parameters for a given confinement potential?</span></span><br></li></ul><div><font color="#000000" face="Arial"><span style="font-size: 14.6667px; white-space: pre-wrap;">I apologise for this very long post, any and all help/advice would be greatly appreciated. Please let me know if further information is needed to properly answer my questions.</span></font></div></div><div><font color="#000000" face="Arial"><span style="font-size: 14.6667px; white-space: pre-wrap;"><br></span></font></div><div><font color="#000000" face="Arial"><span style="font-size: 14.6667px; white-space: pre-wrap;">Cheers,</span></font></div><div><font color="#000000" face="Arial"><span style="font-size: 14.6667px; white-space: pre-wrap;">Nicolas</span></font></div><blockquote style="margin: 0 0 0 40px; border: none; padding: 0px;"><blockquote style="margin: 0 0 0 40px; border: none; padding: 0px;"><div> </div></blockquote></blockquote><div><div><font color="#000000" face="Arial"><span style="font-size: 14.6667px; white-space: pre-wrap;"> </span></font></div></div></div>