4.4短程势能-4.4.7短程势能截断值

所有的短距离二体、三体和四体势能在真实空间中都有有限的截止点，必须由用户以某种方式设置。除非所选择的截止值如此之大，以至于真正实现了收敛，否则它实际上会成为势的一个参数。因此，在公布新的势能时，公布截止值是一种良好的做法。同样，如果你试图重现之前发表的势能的结果，请确保使用相同的截止值。

有限截止的主要作用是在原子穿过边界时将不连续性引入能量表面。一般来说，GULP中的能量最小化程序对这些并不太敏感，因为使用了分析二阶导数。然而，如果只使用一阶导数或特别短的截止值，这可能是最小化无法满足所需收敛标准的原因。

对于某些类型的势能，截止可能对应于化学标准，例如键长，或者它们可能只需要在分子之间起作用，或者相反，只需要在它们内部起作用。在这种情况下，最好不要使用距离截断来实现正确的效果，而是使用GULP内的分子处理设施。当指定时，有三个关键字可以激活程序中的分子设施：分子、MOLQ和MOLMEC。

如果这些关键词中的任何一个出现在输入文件中，则将执行搜索以定位输入结构中的任何分子。这是通过基于共价半径加上百分比容差因子的总和来搜索键来完成的。对于大多数常见的化合物，默认的共价半径将足以定位所有的键-如果不是这样，则可以使用ELEMENT命令组中的covalent选项来增加容差因子或调整共价半径。

另一种情况是，原子在不应该键合的时候会键合。例如，金属原子在离子化合物中通常会键合，因为共价半径与带正电的离子不再相关。这些键可以通过手动将元素的半径设置为零或使用NOBOND选项来排除某些键类型的形成来去除。

从输出文件中的分子输出可以看出是否已经定位了正确的分子。上述三个基于分子的关键词在处理分子内静电方面的含义不同：分子排除了分子内的所有库仑相互作用，MOLQ保留了分子内所有库仑相互作用力，MOLMEC排除了直接键合（1-2）或两个键合（1-3）的原子之间的所有库仑互相作用。

MOLMEC的规范并不自动意味着所有势能都将以分子力学的方式处理，只有静电项。如果存在上述术语中的一个，则可以将可选关键字添加到控制势能截止的方面的势能规范行。下面列出了可用的选项，以及是否有必要在“势能”参数行上给出任何截止值。

尽管对于某些选项，为了通用性，有必要指定截止值，但该值可能不再重要。例如，如果水的O-H势能被指定为分子内势能，那么只要最大截止距离大于约1.0Å，实际值是多少都无关紧要。类似地，对于给定为X12的势能，那么最小截止距离是否为零也无关紧要，因为势能无论如何都不会在键合原子之间起作用。

默认情况下，GULP会在模拟过程中动态计算分子连接性。这样做的原因是，它确保了重新启动文件将产生与计算中停止的点相同的答案。然而，有时会出现困难，因为键太长，分子一分为二。当这种情况发生时，GULP将停止并显示错误消息，因为这种情况通常表明势能模型对所研究的体系不起作用。如果你想继续，那么你应该使用关键字FIX_MOLECULE，它告诉程序修复连接，因为它是在起始几何体中，而不是更新它。这意味着程序将永远不会因为这个错误而停止，但它确实意味着如果任何原子移动得太远，重新启动可能不会给出与初始运行相同的答案。

在离子材料的情况下，你想尝试消除一些与截止值相关的数值问题，那么还有一些其他选择。做这件事的正常方法是用一个被切割和移位的势能。在这种方法中，通过在能量上添加一个常数，使势能在截止点处变为零。这使得能量是连续的，但梯度仍然具有不连续性。

同样，这可以通过添加第二项来解决，该第二项在截止处将梯度移动到零。在GULP中，这采取了距离中的线性项的形式，只要截止不是很短，该线性项将在势能最小值的区域中具有最小的影响。这些校正是使用势能类型后的势能选项能量或梯度激活的，但目前仅适用于适当的某些两体势能。应该注意的是，一些势函数在截止点处通过构造变为零，例如Stillinger Weber二体势和三体势。