Electronic

Energy cutoff：选择用于平面波基组的精度。

Coarse

Medium

Fine

Ultra-fine

还显示与当前结构的所选精度相对应的能量截止的实际值。

NMR参数的计算可能需要比总能量或几何优化计算更高的能量截止。随着能量截止值的增加，研究结果的收敛性。通常，在270和400eV之间的截止产生屏蔽常数收敛到大约1ppm。在某些情况下，您可能需要将截止电压提高到550 eV。

SCF tolerance：选择用于确定SCF是否已收敛的阈值。可用选项和相关的收敛阈值包括：

Coarse-10-5 eV/原子

Medium-2×10-6 eV/原子

Fine-10-6 eV/原子

Ultra-fine-5×10-7eV/原子

当主要精度为Express时，SCF阈值自动为Express。这相当于10-4eV/单胞。

Energy tolerances per：指定是将能量阈值计算为每个原子的能量变化（默认为atom）还是每个晶胞的能量变化。当主精度以及SCF容限精度为Express时，强制执行Cell值。

k-point set：定义在倒空间中用于积分波函数的积分点的数量。可用选项包括：

Gamma-（0，0，0）处的单个点

Coarse

Medium

Fine

Pseudopotentials：选择要使用的赝势类型。有两种不同类型的赝势可用，超软赝势和范数守恒赝势；它们两者都可用作动态生成（OTFG）赝势或列表赝势。出于准确性和一致性的原因，OTFG电位通常是优选的。NMR计算需要OTFG赝势。

OTFG ultrasoft默认）-首选选项，超软赝势允许以较低的能量截止值进行计算。动态生成产生的势在固态和伪原子计算之间是一致的，因为它们始终使用相同的交换相关函数。Materials Studio 8.0中引入的OTFG超软赝势提供了与所有电子计算非常一致的结果，并且在描述基态结构时非常准确。

OTFG norm conserving-通常比超软赝势更难，因此计算成本更高。基于线性响应的声子性质和极化率的计算以及非局部交换相关泛函的计算（例如，屏蔽交换）需要范数守恒势。

Ultrasoft-表列的Ultrasoft赝势，与早期版本的Materials Studio兼容。

Norm conserving -为与早期版本的Materials Studio兼容而提供的列表范数守恒赝势。

当请求动态生成赝势时，不要使用PW91交换相关函数。当您需要GGA功能时，请使用PBE、RPBE、WC、BLYP或PBESOL。

当您指定以这种方式使用的赝势的类型时，计算将为每个元素使用该类型的默认赝势。

使用“Electronic”对话框可以对每个元素使用的赝势进行更多控制。

Relativistic treatment：OTFG赝势结合相对论效应的方式。选项包括：

Schroedinger

Koelling-Harmon (default)

ZORA

Dirac

当请求自旋-轨道耦合和动态生成的赝势时，请使用狄拉克解算器。

Use core hole：指定是否在计算中包括芯孔。可以在核心能级光谱计算中使用核心空穴。使用“Electronic”对话框的“Core Hole”选项卡定义型芯孔。

对于利用芯孔的计算，必须使用动态赝势。

如果未选中“Use core hole”复选框，则计算不会保留输入系统中的任何芯孔。

带芯孔的CASTEP计算默认情况下假设电子已从系统中移除，因此将其视为电荷为1（或比“CASTEP”计算对话框的“Setup”选项卡上的“Charge”字段中指定的多出一个）。在某些情况下，例如在研究杂质时，将系统视为电荷中性可能更合适。为了实现这一点，您应该在“Setup”选项卡上指定电荷为-1，这样CASTEP输入文件将具有零电荷。也可以编辑seedname.param文件以指定分数电荷。可以通过编辑seednname.cell文件和修改赝势定义字符串来调整芯孔的强度（例如，将｛1s1｝更改为｛1s0.5｝以使用电荷为0.5的芯孔）。

Use solvation model：选中时，使用隐式溶剂化模型。“CASTEP电子选项”对话框的“Solvent”选项卡可用于定义溶剂特性。

隐式溶剂化模型允许您仅为“molecule in a box”计算模拟溶剂环境。Materials Studio会自动将分离的分子结构大致定位在晶胞的中心。确保晶胞足够大，足以容纳分子周围的大量真空。

至少使用精细FFT网格密度进行溶剂化计算；精确密度甚至更好。可以在“CASTEP电子选项”对话框的“Basis”选项卡上指定FFT栅格密度。也可以使用增强密度缩放因子的增加值，例如1.5-2.0，而不是默认值1.0。

增加FFT密度和能量截止可以帮助消除溶剂中静电的多重网格求解器的收敛误差。

More：提供对CASTEP电子选项对话框的访问，在该对话框中可以配置电子哈密顿量的更多详细信息。

Use custom energy cutoff：选中后，可以在相邻的文本框中指定能量截断的自定义值。否则，文本框将显示适用于“Electronic”选项卡上选定的“Energy cutoff”参数的能量切断。

Density：指定FFT网格的精度。有三个选项可用：

Standard

Fine

Precise

FFT网格参数被选择为使得它们提供电子密度的良好表示。“Fine”级别提供了给定能量截止的密度的精确表示。标准和精细级别使用简化的FFT网格来加快计算速度。因此会出现一些混叠，但对SCF解决方案的影响通常很小。CASTEP计算中使用的FFT网格参数显示为使用当前能量截止和晶胞参数导出的。

Augmentation density scaling factor：指定更精细的网格来表示原子核区域中的增强电荷密度。默认情况下，CASTEP使用与标准电子密度相同的栅格。在某些情况下，将扩充网格增加4倍以提高计算精度是合理的。可以使用“CASTEP计算”对话框的“Setup”选项卡上的“Quality”选项进行控制。

Apply finite basis set correction：指定在评估能量和应力时何时使用有限基组纠正。可以使用“CASTEP计算”对话框的“Setup”选项卡上的“Quality”选项进行控制。

这种校正为能量提供了与体积相关的附加值，这可能导致对任何计算应力的显著校正。在需要精确的应力或晶胞几何优化的情况下，这一点尤为重要。有三种选择：

Smart -只有在需要压力时才进行校正。这包括任何晶胞几何优化。

Always-将校正应用于所有计算。

Never——即使在计算应力时也不要进行校正。应力或晶胞几何形状的任何结果都可能是不可靠的。

Correction mode：指定如何计算有限基组校正。校正的评估需要对总能量相对于平面波能量截止对数的导数进行估计。选项包括：

Automatic-使用数值微分自动计算能量导数。

Manual-允许您手动指定能量导数。

Numerical differentiation using：指定用于评估有限基组校正所需的能量导数的能量点数量。这评估了在每个点处的收敛SCF能量。

仅当您选择“Automatic Correction ”模式时才可用。

能量导数w.r.t.截止值：指定有限基组校正所需的能量导数值。

仅当您选择手动校正模式时才可用。

SCF tolerance：指定SCF收敛阈值。这将覆盖“Electronic”选项卡上指定的SCF阈值选项。

当计算线性响应性质（例如声子、极化率、NMR性质）时，重要的是，从计算的角度来看，SCF收敛阈值足够严格，以准确计算这些性质。当您请求计算线性响应特性时，CASTEP使用10-8 eV atom-1的收敛阈值，除非指定的阈值较低。要强制CASTEP使用不太严格的阈值，请手动将ELEC_ENERGY_TOL参数添加到特性计算的输入参数（.param）文件中。

Max. SCF cycles：设置能量计算允许的最大SCF迭代次数。即使SCF没有收敛，能量计算也会在指定的迭代次数之后结束。

Convergence window：SCF的收敛阈值窗口。这是一行中满足收敛标准的SCF迭代次数。此参数可防止偶尔出现振荡。

Electronic minimizer：指定用于SCF计算的电子最小化方法。有两个选项，“Density Mixing”和“All Bands/EDFT”。

建议使用“Density Mixing”选项，特别是对于可变占用率计算。All Bands/EDFT方法通常较慢，并且需要更多的内存。然而，对于使用密度混合选项的会聚电子结构被证明有问题的金属系统，使用EDFT方案。

Charge：指定电荷密度混合的振幅（即输出电荷密度与输入电荷密度混合以获得下一次迭代的输入的振幅）。

仅当选择“Density Mixing”最小化方法时才可用。

Spin：指定自旋密度混合的幅度，即输出自旋密度与输入自旋密度混合以获得下一次迭代的输入的幅度。仅适用于使用密度混合最小化方法的自旋极化计算。

More：提供对“CASTEP密度混合选项”对话框的访问，在该对话框中可以对“Density Mixing”电子最小化方法进行更详细的控制。

仅当选择“Density Mixing”最小化方法时才可用。

Fix occupancy：选中时，在电子最小化过程中固定电子占居分数。CASTEP在计算中仅包括最低占用状态。默认值=选中。

More：提供对“CASTEP占用选项”对话框的访问，在该对话框中可以对占用进行更详细的控制。

Apply dipole corrections：从列表中选择要应用的偶极校正类型。可用选项包括：

None (default)

Non self-consistent

Self-consistent

自洽是最准确的选择，因为这会影响静电势以及总能量及其梯度。这是唯一适合研究偶极校正影响的选项，例如对表面功函数的影响。

当对代表金属表面的板的细长晶胞应用自洽偶极校正时，建议使用All Bands/EDFT电子最小化方案；对于这样的系统，密度混合最小化方案可能无法收敛。

对于难以通过应用偶极校正收敛SCF的情况，使用非自洽。您只能将此选项用于能量计算，它与声子计算不兼容。

只有当系统是盒子里的分子或真空层至少为8Å的周期性平板时，CASTEP才应用偶极校正。

为了应用偶极校正，CASTEP将系统的对称性转换为P1，使分子（或平板）进入晶胞的中心。

Mixing scheme：指定用于混合当前迭代的输入密度和输出密度的方法，以在SCF的迭代解中获得下一次迭代的输入浓度。支持的方法有：

Linear-输入密度和输出密度混合在一个简单的线性组合中。

Kerker——输入密度和输出密度使用密度的长尺度傅立叶系数的缩减混合因子进行混合。

Pulay（默认）-使用RMM-DIIS方法，将输出密度与之前多次迭代的密度混合，从而实现更快的收敛。

Broyden-使用准牛顿松弛方法，将输出密度与之前多次迭代的密度混合。总体收敛性与Pulay混合相似。

建议使用Pulay或Broyden方法。线性方法通常不适用于大型体系。

Charge mixing amplitude：指定输出电荷密度的振幅，以与输入电荷密度混合，从而获得下一次迭代的输入。

Charge mixing cutoff：指定使用的长度刻度。对于倒晶格矢量小于该值的傅立叶系数，电荷混合减少。

仅当选择Kerker、Broyden或Pulay密度混合方法时，才启用此选项。

DIIS history list：指定在Pulay或Broyden密度混合方法的DIIS中要考虑的先前迭代次数。

仅当选择了Pulay或Broyden密度混合方法时，才会启用此选项。

Spin mixing amplitude：指定要与输入自旋密度混合的输出自旋密度的振幅，以获得下一次迭代的输入。

此选项仅用于自旋极化计算。

Spin mixing cutoff：指定使用的长度比例。对于倒晶格矢量小于该值的傅立叶系数，减少了自旋混合。

此选项仅适用于使用Kerker、Broyden或Pulay密度混合方法的自旋极化计算。

默认情况下，CASTEP计算是在可变占用率的情况下执行的。fixed occupancy方案仅适用于在CASTEP计算中使用的理论水平上已知为绝缘体或闭壳系统的结构。

Empty bands：指定要包含在电子最小化中的附加波段的数量，作为已占用波段数量的百分比。

此选项仅用于可变占用率计算。

Smearing：指定要应用于电子占据的范围。

此选项仅用于可变占用率计算。

Optimize total spin after：指定SCF迭代次数，在允许总电子自旋变化之前，该迭代次数将保持固定。

此选项仅用于自旋极化可变占用率计算。

如果复选框未选中，则旋转将在整个计算过程中固定（包括几何优化的可能步骤）。

在自旋极化系统中，可能存在一个以上具有不同总自旋值的稳定SCF溶液。通过在“Setup”选项卡上设置初始自旋，并通过固定多次SCF迭代的总自旋值，可以对找到的解决方案进行一些控制。

可以通过多种方式指定Monkhorst Pack k点栅格。对于立方晶胞和六边形晶胞的C方向，Monkhorst-Pack方案的偶数和奇数网格给出相同数量的k点。然而，均匀网格提供了更好的采样，并且CASTEP总是在这些条件下自动使用它。这更经济地实现了在指定目标处（或小于指定目标）具有k点分离的良好网格。因此，这种网格的间距可能比要求的要细得多，因为CASTEP排除了奇数网格——即使它们更接近指定的间距——并优先选择更好的偶数网格。

Gamma point only：选中时，表示态密度计算使用（0,0,0）处的单个k点。

Quality：选中时，使用适用于指定精度级别的k点分隔生成k点网格。从列表中选择所需的精度级别。可用选项包括：

Coarse

Medium

Fine

与三个“Quality”设置相关联的k点间距取决于您是否选择“Setup”选项卡上的“Metal”复选框：

Separation：选中时，根据指定的k点分隔生成k点栅格。在相关文本框中指定k点间距，单位为Å-1。

选择“Separation”时，将导出Monkhorst Pack参数，以在相邻轴网点之间提供指定的分离。

Custom grid parameters：选中后，使用Monkhorst Pack栅格参数和分别在栅格参数和原点偏移文本框中指定的分数倒空间坐标中的原点偏移生成k点栅格。

Grid parameters：在每个栅格方向上指定Monkhorst Pack栅格参数。

Actual spacing：显示k点间距，单位为Å-1，由每个晶格方向上当前指定的Monkhorst Pack网格参数产生。

Origin shift：指定分数倒空间坐标中Monkhorst Pack栅格的偏移。

只有选择“Custom grid parameters”选项时，才会启用栅格参数和原点偏移控件。

Display points…：显示使用指定参数生成的倒易空间网格点的数量和分数坐标。

如果系统的对称性发生变化或您要求进行DFT+U计算，则计算中使用的实际k点集可能会发生变化。

Scheme：选择要使用的赝势的类型。有两种不同类型的赝势，超软赝势和范数守恒赝势。这两者都可用作动态生成（OTFG）电位或列表电位。OTFG电位通常提供更好的准确性和一致性。只能使用OTFG电位进行NMR计算。

OTFG ultrasoft（默认）-首选选项，超软赝势允许您以较低的能量截止值进行计算。动态生成产生的势在固态和伪原子计算之间是一致的，因为它们始终使用相同的交换相关函数。Materials Studio 8.0中引入的一组OTFG超软赝势提供了与所有电子计算非常一致的结果，并且对于描述基态结构非常准确。

OTFG norm conserving-通常比超软赝势更难，因此计算成本更高。基于线性响应的声子性质和极化率计算以及使用非局部交换相关泛函（例如，屏蔽交换）的计算需要范数守恒势。

Ultrasoft-表列的Ultrasoft赝势，与早期版本的Materials Studio兼容。

Norm conserving-为与早期版本的Materials Studio兼容而提供的列表范数守恒赝势。

开发了最新的一组用于超软赝势的OTFG设置，以最大限度地减少完全收敛的全电子DFT计算的误差。该集合实现的误差为0.4meV/原子，这使CASTEP成为可用的最准确的赝势码之一。当请求动态生成赝势时，不要使用PW91交换相关函数。当您需要GGA功能时，PBE、RPBE、WC、BLYP或PBESOL是更好的选择。当您指定以这种方式使用的赝势的类型时，计算中将使用每个元素的该类型的默认赝势。

Representation：在赝势的倒易空间和实空间表示之间进行选择。实空间表示可以为大型体系提供性能优势。

More：提供对“CASTEP实空间电势”对话框的访问，该对话框允许您指定将赝势转换为实空间表示的详细信息。只有在从“表达”列表中选择“实空间”时，才会启用此选项。

Selected potentials：显示有关网格中每个元素的选定赝势的信息。在网格中，每个元素都有一行显示元素类型、赝势、能量和化合价（Z）。要为特定元素选择不同的赝势，请单击相应的赝势网格晶胞，然后从列表中选择新的赝势。

如果更改默认的赝势，则“Scheme”将显示为“Customized”。

Show potentials for all elements：选中时，“Selected potentials”列表将显示周期表中可使用赝势的所有元素的信息。否则，列表中只显示当前结构中存在的元素。默认设置为未选中。

View：显示选定赝势文件的模式视图。

External Potential：外部势能

Electric field：指定外部电场强度，单位为eV/Å/e。

Field direction（X Y Z）：指定电场方向的矢量。

只有包含分子或平板的系统才适用于电场计算。对于板，场必须沿着曲面法线。在这两种情况下，必须将原子定位在晶胞的中间，并且对称性必须为P1。场方向以笛卡尔坐标指定。电场的X、Y和Z方向分量的值是相互关联的。三个场分量定义了一个单位向量。开始作业时，方向分量被归一化以给出单位向量，然后将其乘以场大小以给出实际的场分量。输入具有所有零分量的矢量与输入（111）矢量具有相同的效果。

Core radius：指定显示图元的实空间芯半径。使用下拉列表更改元素类型。

输入零可以将显示图元的芯半径重置为默认值。

实空间芯半径决定了要在计算中使用的实空间积分的半径。它应该比赝势生成中使用的核半径大，通常是1.5到2.0倍，以克服实空间积分方法中固有的混叠问题。

Reset all core radii to defaults：将所有芯半径设置为默认值。

Use custom energy cutoff for transformation：选中时，可以为转换为赝势的实空间形式时使用的能量截断指定一个值。否则，将基于要在计算中使用的平面波能量截止值自动计算值。默认设置为未选中。

Impose tolerance：选中时，将测试实空间赝势变换，以确保其具有下拉列表中指定的精度。默认值=选中。

如果转换不符合要求的精度，则CASTEP计算将不会继续。这应确保从实空间赝势计算获得的结果准确地再现使用倒空间赝势的类似计算的结果。

如果未选中此选项，则无论实空间赝势变换的精度如何，都将执行CASTEP计算。

Use custom DFT-D parameters：指定是否使用自定义DFT-D参数。选中后，您可以从列表中选择要使用的范德华方案，选项包括：

TS (default)

Grimme

OBS

MBD*

选择的选项会自动更新“CASTEP计算”对话框的“Setup”选项卡上的“使用DFT-D校正方法”选项。

依赖于计算的电子密度的方案，即TS和MBD*，在小晶胞的计算中可能不能很好地工作，其中范德华的球直径与晶格参数相当。MBD*方案对这种情况特别敏感。在这种情况下，CASTEP输出文件包含一个解释问题的警告。如果几何形状远未达到平衡，MBD*方案也可能失败，在这种情况下，用TS方案执行初步的几何形状优化是有用的。MBD*方案的主要应用领域是分子晶体，因此它可能会遇到活性离子体系的问题。

Atomic parameters 原子参数

此表允许您编辑每个原子种类的色散校正参数。参数的类型和数量取决于所选择的DFT-D方案。有关每个参数的含义和用法，请参阅原始文献。

所有参数的单位都以eV表示能量，以Å表示长度。可用列为：

Atom：表示要编辑的元素。

C6（eVÅ6）：可用于TS、MBD*和Grimme方案。

R0（Å）：可用于TS、MBD*和Grimme方案。

alpha（Å3）：可用于TS、MBD*和OBS方案。

I（eV）：可用于OBS方案。

Rvdw（Å）：可用于OBS方案。

原子参数表仅列出活动文档中的元素。

每个方案包括半径（对于TS和Grimme为R0，对于OBS为Rvdw），该半径对于每个活性元素必须是非零的。

Scheme parameters 方案参数

方案参数是定义每个方案的函数形式的无量纲数字。

有关每个参数的含义和用法，请参阅原始文献。

根据为自定义DFT-D参数设置选择的范德华方案，您可以指定的方案参数为：

TS: sR, d

Grimme: s6, d

OBS: lambda, n

MBD*: sR

这些参数的默认值取决于在“CASTEP计算”对话框的“Setup”选项卡上选择的交换相关性函数。

两个方案参数都必须为非零，才能启动计算，Materials Studio才能写入输入文件。

Reset All：恢复网格中每个元素的默认设置。

Solvent：选择一种溶剂作为计算的溶剂环境。

选择溶剂时，“Dielectric constant”字段会自动更新为适当的值。

如果将介电常数参数指定为与选定溶剂指定的值不同的值，则“Solvent”将显示为“Customized”。

Dielectric constant：指定溶剂介电常数的值。从“Solvent”下拉列表中选择溶剂时，此参数会自动更新为适当的值。但是，如果需要，可以输入自己的自定义值。

Include apolar term：要求计算非极性（非静电）对溶剂化能的贡献。这些贡献源于空化和溶质-溶剂分散排斥。没有非极性项的计算不能可靠地估计溶剂化能，尤其是对于中性分子，尤其是如果这些分子很大的话。

只有在选中“Include apolar term”复选框时，“Solvent surface tension”和“Account for solute-solvent dispersion repulsion controls”控件才会启用。

Solvent surface tension：用于评估非极性项的溶剂表面张力（单位：N/m）。

Account for solute-solvent dispersion repulsion：CASTEP溶剂化模型建议对进入非极性项表达式的表面张力进行缩放，以解释溶质-溶剂分散体排斥。默认的无量纲比例因子为0.281075（见Dziedzic，2011）。至少使用精细FFT网格密度进行溶剂化计算；精确密度甚至更好。可以在“CASTEP电子选项”对话框的“Basis”选项卡上指定FFT栅格密度。也可以使用增强密度缩放因子的增加值，例如1.5-2.0，而不是默认值1.0。增加FFT密度和能量截止可以帮助消除溶剂中静电的多重网格求解器的收敛误差。