1、凝聚態(tài)化學(xué)簡(jiǎn)介,目錄一、凝聚態(tài)化學(xué)簡(jiǎn)介二、團(tuán)簇基本知識(shí)簡(jiǎn)介三、密度泛函理論簡(jiǎn)介四、計(jì)算軟件DMOL簡(jiǎn)介五、目標(biāo),匯聚態(tài)物質(zhì)是固體和液體的合稱。匯聚態(tài)化學(xué)是從量子熱學(xué)觀點(diǎn)來(lái)描述固體、液體內(nèi)部微觀粒子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律的科學(xué)。所研究的對(duì)象可以是金屬、半導(dǎo)體、超導(dǎo)體、超液體、準(zhǔn)晶體、電介質(zhì)、磁性物質(zhì)等等，是數(shù)學(xué)學(xué)中內(nèi)容最豐富，應(yīng)用最廣泛的一門分支學(xué)科，也是現(xiàn)今數(shù)學(xué)學(xué)最活躍的領(lǐng)域。匯聚態(tài)化學(xué)在本世紀(jì)取得了巨大的成功，發(fā)展迅速,一、凝聚態(tài)化學(xué)簡(jiǎn)介,1.匯聚態(tài)化學(xué),匯聚態(tài)化學(xué)的誕生，為材料科學(xué)的發(fā)展提供了理論依據(jù)。近代科學(xué)如無(wú)線電電子學(xué)、微電子學(xué)、自動(dòng)控制、原子能技術(shù)、航天技術(shù)等的發(fā)展，要
2、求固體材料和元件，在結(jié)構(gòu)方本事低溫、抗幅射、高張度、質(zhì)地輕。在性能方面能多功能、少煤耗、超大型、準(zhǔn)確可靠。而匯聚態(tài)化學(xué)的發(fā)展，為近代科學(xué)和工業(yè)提供了各類性能的半導(dǎo)體材料和器件、磁性材料和器件、發(fā)光材料和器件等。如集成電路、激光器、集成光路、鐵磁極器件、超導(dǎo)體和超導(dǎo)電子元件等就是其中之一部。因?yàn)樗膬?nèi)容非常豐富，且有著廣泛的應(yīng)用前景，從而成為數(shù)學(xué)學(xué)中非?；钴S的研究領(lǐng)域并不斷的發(fā)覺新的效應(yīng)擴(kuò)充新的領(lǐng)城,匯聚態(tài)化學(xué)的特性是：最富于創(chuàng)新性，研究?jī)?nèi)容非常廣泛；基礎(chǔ)研究與應(yīng)用研究的界限越來(lái)越無(wú)法界定；研究前沿發(fā)展很快，此起彼伏，它將更使人倍感眼花繚亂。它的發(fā)展的大趨勢(shì)是將不斷地開拓出新的領(lǐng)域，制備出新的材
3、料、發(fā)現(xiàn)令人意想不到的新現(xiàn)象。在數(shù)學(xué)學(xué)和物理以及生物學(xué)和物理以及生物學(xué)的結(jié)合和交叉方面，毫無(wú)疑惑，匯聚態(tài)化學(xué)將起到先導(dǎo)的作用,2.匯聚態(tài)化學(xué)的特性,匯聚態(tài)化學(xué)的前沿領(lǐng)域中主要包括：超導(dǎo)電性化學(xué)、晶體學(xué)（新型功能晶體和晶體結(jié)構(gòu)剖析）、磁學(xué)、表面化學(xué)（表面和界面化學(xué)及材料）、固態(tài)發(fā)光化學(xué)、液態(tài)化學(xué)、生命科學(xué)中的數(shù)學(xué)問題、極端條件下化學(xué)等研究領(lǐng)域。其中，低維（二維、一維和零維體系）匯聚態(tài)化學(xué)：人工超結(jié)構(gòu)中的數(shù)學(xué)問題、納米材料和納米體系化學(xué)、低維半導(dǎo)體量子系統(tǒng)和介觀系統(tǒng)數(shù)學(xué)、低維系統(tǒng)的磁性等，反應(yīng)了體系中受限電子態(tài)和相干電子態(tài)的性質(zhì)，它具有與三維體系不同的行為,3.匯聚態(tài)化學(xué)前沿領(lǐng)域,非常是，當(dāng)電子
4、波函數(shù)的相干波長(zhǎng)與體系的特點(diǎn)波長(zhǎng)可比時(shí)更表現(xiàn)出全新的化學(xué)效應(yīng)和規(guī)律。這是匯聚態(tài)化學(xué)的重要發(fā)展前沿之一。匯聚態(tài)化學(xué)的另一重要發(fā)展前沿是以發(fā)覺新的有序相和有序相的不對(duì)稱破缺以及那些新相所具有的新的化學(xué)性能為主要目標(biāo)的研究：低溫超導(dǎo)電性和超導(dǎo)化學(xué)研究、新功能晶體材料的探求和材料設(shè)計(jì)專家系統(tǒng)的研究、稀土過渡族化合物磁性、表面化學(xué)（原子水平的界面生長(zhǎng)，界面反應(yīng)及界成材料）等是主要的研究?jī)?nèi)容，這也是匯聚態(tài)化學(xué)中最具有活力的領(lǐng)域,團(tuán)簇是由幾個(gè)乃至數(shù)千個(gè)原子或分子(國(guó)際上多數(shù)定義含原子數(shù)在10一1000范圍)通過一定的化學(xué)或物理結(jié)合力組成的相對(duì)穩(wěn)定的微觀或亞微觀集聚體,二、團(tuán)簇基本知識(shí)簡(jiǎn)介,團(tuán)簇的性質(zhì)既不同于
5、單個(gè)原子和分子，也不同于固體或液體，但是不能用二者性質(zhì)作簡(jiǎn)單的線性外延或內(nèi)插得到。為此人們把團(tuán)簇看做是介于原子，分子與宏觀固體之間物質(zhì)結(jié)構(gòu)的新層次或新匯聚態(tài)，即介觀層次，是各類物質(zhì)由原子，分子向體相物質(zhì)轉(zhuǎn)變的中間過渡態(tài)，或則說代表了匯聚態(tài)物質(zhì)的初始態(tài),1.團(tuán)簇研究的意義團(tuán)簇科學(xué)是一門新的交叉學(xué)科，原子團(tuán)簇除了跨越合成物理、化學(xué)動(dòng)力學(xué)、晶體物理、結(jié)構(gòu)物理、原子簇物理等物理分支，還跨越原子、分子化學(xué)、表面化學(xué)、晶體生長(zhǎng)、非晶態(tài)等數(shù)學(xué)學(xué)分支。團(tuán)簇科學(xué)除了在高物理活性、催化、表面，超導(dǎo)等方面有著廣泛的前景，并且還是納米材料、超細(xì)微粒、超晶格等高技術(shù)的科學(xué)基礎(chǔ)。對(duì)團(tuán)簇的研究有助于人們深入理解納米材料的
6、各種奇特性質(zhì)，是開發(fā)萊州度儲(chǔ)存、微電子、光電子通信、和高效催化等高新技術(shù)材料的基礎(chǔ),納米團(tuán)簇仍然是材料科學(xué)研究領(lǐng)域的熱門課題，也是納米材料的基本研究單元。團(tuán)簇的微觀結(jié)構(gòu)特征和奇特的數(shù)學(xué)物理性質(zhì)為制造和發(fā)展特殊性能的新材料開辟另一條途徑。諸如，團(tuán)簇紅外吸收系數(shù)、電導(dǎo)特點(diǎn)和磁化率的異常變化，個(gè)別團(tuán)簇超導(dǎo)臨界體溫的提升，可用于研發(fā)新的敏感器件、貯氫材料、磁性液體、高密度磁記錄介質(zhì)、微波及光吸收材料、超高溫和超導(dǎo)材料、鐵流體和中級(jí)合金,在能源研究方面，可用于制造高效燃燒催化劑和焙燒劑。用納米規(guī)格的團(tuán)簇原位壓制成納米結(jié)構(gòu)材料，具有很大的界面成份以及高擴(kuò)散系數(shù)和硬度超塑性，展示了優(yōu)異的力學(xué)、力學(xué)和磁學(xué)特點(diǎn)
7、，并可制造新型合金,團(tuán)簇構(gòu)成的半導(dǎo)體納米材料因?yàn)樵诒∧ぞw管、氣體傳感、光電元件等應(yīng)用領(lǐng)域的重要性而日漸遭到注重。團(tuán)簇具有極大的表體比，催化活性好，廣泛應(yīng)用于化工工業(yè)領(lǐng)域。而在微電子學(xué)和光電子學(xué)方面，新一代微電子元件的發(fā)展也依賴于團(tuán)簇性質(zhì)和應(yīng)用研究，由于從微米和亞微米尺度向納米范圍的深入是元件發(fā)展的趨勢(shì)。團(tuán)簇點(diǎn)陣構(gòu)成的微電子存儲(chǔ)器正在設(shè)計(jì)之中凝聚態(tài)物理研究方向，團(tuán)簇構(gòu)成的“超原子”具有挺好的時(shí)間特點(diǎn)，是未來(lái)“量子計(jì)算機(jī)”較理想的功能單元,可以預(yù)見，隨著團(tuán)簇研究的深入發(fā)展，新現(xiàn)象和新規(guī)律不斷闡明，必然出現(xiàn)愈發(fā)寬廣的應(yīng)用前景。通過幾六年對(duì)團(tuán)簇的研究，人們對(duì)團(tuán)簇早已有了基本的認(rèn)識(shí)，積累了大量的實(shí)驗(yàn)和理論知識(shí)。并且，
8、由于團(tuán)簇自身的多樣性和復(fù)雜性，團(tuán)簇還有許多值研究探求的內(nèi)容，團(tuán)簇研究正不斷取得新的進(jìn)展,2.團(tuán)簇化學(xué)學(xué)研究?jī)?nèi)容團(tuán)簇化學(xué)學(xué)是研究團(tuán)簇的原子組態(tài)、電子結(jié)構(gòu)、物理和物理性質(zhì)向大塊物質(zhì)演化過程中呈現(xiàn)下來(lái)的特點(diǎn)和規(guī)律。首先，團(tuán)簇的能級(jí)構(gòu)象仍然飾演著很重要的角色。團(tuán)簇正確能級(jí)結(jié)構(gòu)的找尋仍然是團(tuán)簇研究的基礎(chǔ)，通常對(duì)團(tuán)簇相關(guān)性質(zhì)的研究仍然構(gòu)建在理論方面正確預(yù)測(cè)的幾何結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)之上,團(tuán)簇研究的基本問題是弄清團(tuán)簇怎樣由原子、分子一步步發(fā)展而成，以及隨著這些發(fā)展，團(tuán)簇的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)怎樣變化，當(dāng)規(guī)格多大時(shí)，發(fā)展成為宏觀物體。雖然團(tuán)簇結(jié)構(gòu)對(duì)其奇特的性質(zhì)起著關(guān)鍵作用，但決定團(tuán)簇結(jié)構(gòu)是十分困難的，仍沒有才能確定自由團(tuán)
9、簇幾何構(gòu)象的直接的實(shí)驗(yàn)技巧。由于納米團(tuán)簇使用衍射技術(shù)偵測(cè)變得太小，而用波譜技術(shù)偵測(cè)又變得過大,因而該尺度的團(tuán)簇結(jié)構(gòu)只能用間接的實(shí)驗(yàn)方式或理論估算決定,其次，團(tuán)簇化學(xué)學(xué)中的另一個(gè)關(guān)鍵的問題是電子結(jié)構(gòu)。隨著團(tuán)簇中原子數(shù)量增多，團(tuán)簇的分立基態(tài)結(jié)合成能帶，出現(xiàn)滿帶和未滿帶及三者間的能隙，這些電子結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變是團(tuán)簇研究中的基本問題。最后，因?yàn)椴煌N元素所構(gòu)成的不同類團(tuán)簇將表現(xiàn)出不同的性質(zhì)，研究它們對(duì)認(rèn)識(shí)大塊匯聚物質(zhì)的個(gè)別性質(zhì)和規(guī)律也很有幫助。例如，對(duì)穩(wěn)定性的研究可以深入理解團(tuán)簇的幾何幻數(shù)和電子殼層結(jié)構(gòu)的關(guān)系；對(duì)過渡金屬磁性的研究，可以深入理解團(tuán)簇磁性的動(dòng)因以及塊體磁性；對(duì)于金屬團(tuán)簇光吸收譜的研究，可以考察
10、團(tuán)簇從非金屬-金屬性質(zhì)的轉(zhuǎn)變,鑒于國(guó)際上團(tuán)簇研究仍處于發(fā)展早期，這個(gè)領(lǐng)域還有待于我們?nèi)シe極而嚴(yán)謹(jǐn)?shù)奶角螅阂环矫嫦蛐∫?guī)格發(fā)展，深入到團(tuán)簇內(nèi)部原子和電子的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，弄清物質(zhì)由單個(gè)原子、分子向大塊材料過渡的基本規(guī)律和轉(zhuǎn)變關(guān)節(jié)點(diǎn)；另一方面向大尺度發(fā)展，研究由團(tuán)簇構(gòu)成各類材料包括超激粒子的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，同時(shí)推動(dòng)團(tuán)簇基礎(chǔ)研究成果向應(yīng)用方面轉(zhuǎn)化,研究方向：1）研究團(tuán)簇的組成及電子構(gòu)象的規(guī)律、幻數(shù)、幾何結(jié)構(gòu)、穩(wěn)定性的規(guī)律；2）研究團(tuán)簇的成核和產(chǎn)生過程及機(jī)制，研究團(tuán)簇的制備方式、尤其是獲取規(guī)格均一與可控的團(tuán)簇束流；3）研究金屬、半導(dǎo)體及非金屬和各類化合物團(tuán)簇的光、電、磁、力學(xué)、化學(xué)等性質(zhì)，它們與結(jié)構(gòu)和規(guī)格的關(guān)系
11、，及向大塊物質(zhì)轉(zhuǎn)變的關(guān)節(jié)點(diǎn),4）研究特殊團(tuán)簇材料(如塊狀、線狀、管狀、團(tuán)狀、空心球形、零維、一維、二維、三維結(jié)構(gòu))的合成和性質(zhì)；5）發(fā)展新的方式對(duì)團(tuán)簇表面進(jìn)行修飾和控制；6）團(tuán)簇與表面的互相作用，主要研究團(tuán)簇在表面的擴(kuò)散、吸附、沉積等動(dòng)力學(xué)行為；7）富勒烯和納米管內(nèi)參雜的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的研究，這與團(tuán)簇的潛在應(yīng)用直接關(guān)聯(lián)；8）探求新的理論，除了能解釋現(xiàn)有團(tuán)簇的效應(yīng)和現(xiàn)象，并且能解釋和預(yù)知團(tuán)簇的結(jié)構(gòu)，模擬團(tuán)簇動(dòng)力學(xué)性質(zhì)，指導(dǎo)實(shí)驗(yàn),3.團(tuán)簇的性質(zhì)與分類作為規(guī)格介于宏觀與微觀的新型體系，團(tuán)簇具有許多奇特的性質(zhì)。這種特點(diǎn)，最主要的是來(lái)自于團(tuán)簇體系的兩個(gè)典型效應(yīng)-規(guī)格效應(yīng)和表面效應(yīng)。按照?qǐng)F(tuán)簇中原子鍵結(jié)合
12、的類型和硬度，大致可以將團(tuán)簇分為六種：范德瓦爾斯團(tuán)簇、分子團(tuán)簇、氫鍵團(tuán)簇、離子鍵團(tuán)簇、共價(jià)鍵團(tuán)簇、和金屬鍵團(tuán)簇。按照?qǐng)F(tuán)簇所組成的電子結(jié)構(gòu)，即其在周期表中的位置對(duì)團(tuán)簇加以分類，可以分為：簡(jiǎn)單金屬團(tuán)簇，過渡金屬團(tuán)簇，半導(dǎo)體族團(tuán)簇，五、六族元素原子團(tuán)簇，惰性二氧化碳團(tuán)簇和貴金屬團(tuán)簇,三、密度泛函理論簡(jiǎn)介量子熱學(xué)第一性原理(First-)估算方式有著半經(jīng)驗(yàn)方式不可比擬的優(yōu)勢(shì)，它只須要曉得構(gòu)成微觀體系各元素的原子序數(shù)，而不須要任何其它的可調(diào)(經(jīng)驗(yàn)和擬合)參數(shù)，就可以應(yīng)用量子力學(xué)來(lái)估算出該微觀體系的總能量、電子結(jié)構(gòu)等化學(xué)性質(zhì)。為此特別易于解決固體化學(xué)、材料科學(xué)等領(lǐng)域中的問題。近些年來(lái)，第
13、一性原理估算，非常是基于密度泛函理論的第一性原理估算同分子動(dòng)力學(xué)相結(jié)合，在材料設(shè)計(jì)、合成、模擬估算和評(píng)價(jià)眾多方面有許多突破性的進(jìn)展，早已成為估算材料科學(xué)的重要基礎(chǔ)和核心技術(shù),1.多粒子體系的薛定諤多項(xiàng)式固體是由原子核和電子構(gòu)成的多粒子體系，要確定固體的電子基態(tài)，其出發(fā)點(diǎn)是求解多粒子體系的薛定諤多項(xiàng)式,其中r表示電子座標(biāo)，R表示原子核的座標(biāo)。對(duì)于多粒子系統(tǒng)薛定諤等式的解為,此處n是電子態(tài)量子數(shù)，原子核坐標(biāo)的瞬時(shí)位置R在電子波函數(shù)中僅作為參數(shù)出現(xiàn),1,2,2.絕熱近似絕熱近似又稱玻恩-奧本海默近似(Born-)，在熱力學(xué)統(tǒng)計(jì)數(shù)學(xué)、固體化學(xué)中，討論
14、晶格貝里淵區(qū)時(shí)假設(shè)晶格中的原子在平衡位置靜止不動(dòng)。實(shí)際上晶體中的原子進(jìn)行著熱震動(dòng)。這對(duì)電子的運(yùn)動(dòng)將形成一定的影響。但原子核的質(zhì)量比電子的質(zhì)量要大得多，其運(yùn)動(dòng)比電子慢得多。為此，可近似覺得，某一時(shí)刻電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)只由該時(shí)刻原子核在晶體中的位置決定，電子狀態(tài)的能量是晶格位矢的函數(shù)，稱為絕熱近似。通過絕熱近似，可以把電子的運(yùn)動(dòng)與原子核的運(yùn)動(dòng)分開，得到多電子薛定諤多項(xiàng)式,3,3.-Kohn定律密度泛函理論的基礎(chǔ)構(gòu)建在兩個(gè)知名的定律之上。這兩個(gè)定律是1964年和Kohn在倫敦研究非均勻電子氣的理論基礎(chǔ)時(shí)提出來(lái)的.-Kohn:定律一：體系的能級(jí)能
15、量?jī)H僅是電子密度的泛函。定律二：以能級(jí)電子密度為變量，將體系能量最小化以后就得到能級(jí)能量,密度泛函理論描述所有能級(jí)性質(zhì)都是電荷密度的函數(shù)，由-Kohn定律，按照薛定愕多項(xiàng)式，能量的泛函包括三部份：動(dòng)能、外勢(shì)場(chǎng)的作用及電子間的互相作用。這兒所處理的能級(jí)是非簡(jiǎn)并的，不計(jì)載流子的全同費(fèi)米子（這兒指電子）系統(tǒng)的喀什頓量為:H=T+U+V（4）其中T為動(dòng)能項(xiàng)；U為庫(kù)侖敵視項(xiàng)；為對(duì)所有粒子都相同的局域勢(shì)，V表示外場(chǎng)的影響,4.Kohn-Sham多項(xiàng)式1965年，Kohn和Sham引進(jìn)了一個(gè)無(wú)互相作用多電子體系，拿來(lái)描述有互相作用的多電子體系。假定無(wú)互相作用體系和有互相作用體系
16、具有相同的電子密度。因?yàn)檐壍澜⒌拿芏仁呛侠淼?，所以由反?duì)稱的波函數(shù)來(lái)構(gòu)造的能量泛函可以寫成,5,Kohn-Sham(KS)等式為,8,能級(jí)密度函數(shù)可從解式(7)得到的,后按照式（6,6,7,9,構(gòu)成,表示粒子在一有效勢(shì)場(chǎng)中的方式,估算后得到的粒子數(shù)密度函數(shù)即精確地確定了該系Kohn-Sham(KS)等式描述了無(wú)互相作用電子在有效勢(shì)中的運(yùn)動(dòng)行為。統(tǒng)能級(jí)的能量、波函數(shù)以及各化學(xué)量算符期盼值等,在Kohn-Sham多項(xiàng)式的框架下，對(duì)固體的電子結(jié)構(gòu)估算，可以將其多電子系統(tǒng)的能級(jí)特點(diǎn)問題在方式上轉(zhuǎn)化成有效單電子問題。但是這只有在找出了交換關(guān)聯(lián)勢(shì)能泛函確切且易于抒發(fā)的方式時(shí)才有實(shí)際意義。在具體估算中，常用
17、所謂局域密度近似,5.交換關(guān)聯(lián)泛函,局域密度近似是器具有相同密度的均勻電子氣的交換關(guān)聯(lián)泛函作為對(duì)應(yīng)的非均勻系統(tǒng)的近似值。在LDA(Local)下，交換關(guān)聯(lián)能表示為,其中,為密度等于定域密度,10,的互相作用的,均勻電子體系每位電子的多體交換關(guān)聯(lián)能,LDA是一種非常簡(jiǎn)單的近似，它只適用于與均勻電子液相類似的或則空間電荷密度平緩變化的系統(tǒng)，但是它卻獲得了巨大的成功。并且，LDA的缺點(diǎn)也是顯而易見的，用LDA估算所得到的晶格常數(shù)總是存在偏差，但是LDA未能拿來(lái)挺好的描述強(qiáng)關(guān)聯(lián)系統(tǒng),近些年來(lái)，一種對(duì)LDA的修正漸漸發(fā)展下來(lái)，它可以大大地修正在低電荷密度區(qū)域的
18、指數(shù)公式方式。GGA更進(jìn)一步考慮了附近的電荷密度對(duì)交換關(guān)聯(lián)能的影響。一般是引入與電荷梯度的相關(guān)性，這一類新的交換相關(guān)泛函修正被稱為是梯度修正或是廣義梯度近似(GGA,)。這些近似是半局域化的。通常地凝聚態(tài)物理研究方向，它比LDA給出更精確的能量和結(jié)構(gòu)。并且和實(shí)驗(yàn)結(jié)果相比，其值仍然存在偏差。一般來(lái)說GGA比LDA更適宜于非均勻密度體系的估算,1）Dmol軟件使用DMOL中可用到的交換關(guān)聯(lián)泛函：局域密度近似（LDA）下的交換-關(guān)聯(lián)泛函有PWC和VWN；廣義梯度近似（GGA）下
19、的交換-關(guān)聯(lián)泛函有PW91、BP、PBE、BLYP、BOP、RPBE、HCTH以及VWN-BP。DMOL軟件的主要功能：估算體系的單點(diǎn)能；進(jìn)行幾何結(jié)構(gòu)優(yōu)化，預(yù)言體系的平衡結(jié)構(gòu)；估算諧振頻度和熱動(dòng)熱學(xué)性質(zhì)；估算分子極化率和偶極矩；估算光吸收譜；另外還可以估算其它一些性質(zhì)，如態(tài)密度、占據(jù)數(shù)剖析和電荷密度等,2）估算不收斂可采用舉措：對(duì)所研究體系進(jìn)行估算通常包括單點(diǎn)能或結(jié)構(gòu)優(yōu)化。體系單點(diǎn)能的自洽優(yōu)化（SCF）過程實(shí)際上就是在固定體系的幾何結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上通過調(diào)節(jié)電子排布而使體系達(dá)到最低能量的過程，而幾何機(jī)構(gòu)優(yōu)化過程實(shí)際為首先通過調(diào)節(jié)原子寬度使體系的能量增加，之后再執(zhí)行該位置時(shí)的單點(diǎn)
20、能SCF估算，接著再調(diào)節(jié)原子寬度達(dá)到下一個(gè)減少能量的幾何構(gòu)象，依次迭代而使所有原子達(dá)到平衡位置。對(duì)它們的估算時(shí)常常會(huì)出現(xiàn)估算結(jié)果不收斂的現(xiàn)象，針對(duì)那些情況可執(zhí)行以下操作,1、如果SCF不收斂，則估算相同體系的其他電子態(tài)，例如相應(yīng)的陰離子、陽(yáng)離子體系或單重態(tài)體系，得到的收斂波函數(shù)作為初始猜想進(jìn)行估算。通常情況陽(yáng)離子要比陰離子更容易收斂;2、先使用小基組進(jìn)行估算，在估算得到的結(jié)果的基礎(chǔ)上再度進(jìn)行大基組的估算;3、不收斂的緣由是波函數(shù)的回落行為，一般是由于在相仿的能量上的態(tài)的混和，嘗試基態(tài)聯(lián)通Level(SCF=)，非常是費(fèi)米面附近的基態(tài),4、結(jié)構(gòu)優(yōu)化不
21、收斂時(shí)，假若能量的收斂的較好（能量正在單調(diào)減少），眼看有收斂的趨勢(shì)，這樣的情況下，只要加強(qiáng)循環(huán)的步數(shù)；若增加收斂標(biāo)準(zhǔn)而收斂，這樣得到的優(yōu)化結(jié)構(gòu)通常不會(huì)收斂在初始結(jié)構(gòu);5、結(jié)構(gòu)優(yōu)化過程加強(qiáng)循環(huán)步數(shù)還不能解決的，發(fā)覺能量在振蕩了，且變化早已很小了，這時(shí)可能重新算一下，或則構(gòu)象稍為變一下（稍微的改變鍵長(zhǎng)或鍵角），繼續(xù)優(yōu)化；二是構(gòu)象變化太大，和你預(yù)計(jì)的差異過大，這很可能是你的初始構(gòu)象太差了，這時(shí)最好檢測(cè)一下初始構(gòu)象，再?gòu)念^優(yōu)化,6、某些程序用簡(jiǎn)化積分精度去提升SCF速率，但對(duì)于應(yīng)用彌散基函數(shù)，研究長(zhǎng)程作用，低迸發(fā)態(tài)等體系則須要對(duì)所有的積分精確估算;7、使用好的積分網(wǎng)格，通常選精確（fine）;
22、8、考慮使用不同的基組；9、使用DIIS，并用較多的迭代次數(shù);10、如果在迭代過程出現(xiàn)回落，即能量變化值與密度變化值均不隨迭代單調(diào)增長(zhǎng)而呈回落狀態(tài)，雖然降低迭代次數(shù)也不收斂，則須要調(diào)小步長(zhǎng)；假如估算的是富含過渡金屬原子的體系，則同時(shí)也須要電荷和載流子的混和值；11、用強(qiáng)制收斂方式；12、試著改用DIIS之外其它方式,大部份第一性原理估算只能定性解釋團(tuán)簇的磁性演變規(guī)律，一些團(tuán)簇磁性的理論估算與實(shí)驗(yàn)測(cè)定值之間還存在較大的定量差異。已有的理論研究發(fā)覺，金屬團(tuán)簇中原子的載流子非共線性排布和載流子-軌道作用對(duì)團(tuán)簇磁矩具有較大貢獻(xiàn)，而現(xiàn)有考慮團(tuán)簇中的載流子非共線性效應(yīng)和軌道磁矩的研究相對(duì)比較欠缺，我們將繼續(xù)探求這種誘因?qū)饘賵F(tuán)簇的能級(jí)結(jié)構(gòu)，電子結(jié)構(gòu)，磁性等方面的影響,五、目標(biāo),謝謝