紧接上文：

Materials Studio官方教程：DFTB+——创建DFTB+参数【1】

3、搜索元素的电子设置

在创建DFTB+参数之前，需要确定每种元素使用的电子设置。这可以使用DFTB+生成电子参数DFTB+ Generate Electronic Parameters和DFTB+电子评估DFTB+ Electronic Evaluation脚本来完成。第一个脚本生成一组具有不同电子设置的Slater Koster库。第二个脚本可以评估库为不同结构重现电子结构的效果。在这里，将仅评估碳的设置，氢的设置可以以相同的方式进行，但考虑计算时间，将给出氢的合理值。

作为输入，需要一个碳元素的虚拟Slater-Koster库。

在Project Explorer中，创建名为Electronic的文件夹。在这个文件夹中创建一个新的3D Atomistic Document，并将其命名为C-C.xsd。使用绘制工具创建双原子碳分子。

单击Modules工具栏上的DFTB+按钮，然后选择Calculation或从菜单栏中选择Modules | DFTB+ | Calculation。

将打开DFTB+ Calculation对话框。 

DFTB+ Calculation对话框的Setup选项卡

将Task设置为参数化Parameterization。将Quality从Medium更改为Fine。

单击More...按钮，打开DFTB+ Parameterization对话框。 

在C-C.xsd文件中选择一个原子及与之连接的化学键，单击Add按钮。

这就产生了一条拉伸分子中的C-C键的构型路径。这就是创建虚拟Slater-Koster库所需的全部信息。短程电位的精度并不重要，因为将不会使用这个库来处理任何涉及力或总能量的计算。

在Electronic选项卡上，将泛函设置为GGA PBE。

在DFTB+ Calculation对话框中，单击Run按钮，并关闭对话框。

参数化任务完成后，将返回库。该文件夹还包含一个.elec文件，其中包含参数化中使用的电子设置。

使用.skflib和.elec文件作为模板，可以创建一组具有不同电子设置的Slater Koster文件。在实际研究中，将分两个阶段执行此操作：首先创建一个大尺寸低精度的网格，然后在确定想要研究的区域后，创建第二个精度更高的网格。在本教程中，将使用精度较高的网格。

打开C.skflib文件。从菜单栏中选择User | Parameters | DFTB+ Generate Electronic Parameters，打开DFTB+ Generate Electronic Parameters对话框。将MinRadii1设置为2.2，MaxRadii1设置为2.8，MaxRadiiStep1设置为0.05，单击OK按钮。

该工具生成一组Radii1和Power的设置不同的.skflib文件。由于在Potential模式下进行，因此将不使用Radii2设置。计算完成后，结果文件夹C DFTB+ Generate Electronic Parameters中将包含SkfLib.zip文件，其中包含创建的所有.skflib文件。zip文件用于评估使用不同晶体结构的能带结构的电子设置。

建立一个名为Band structure的文件夹，将SkfLib.zip文件复制到该文件夹内。确保Band structure文件夹被选中，打开Import Document对话框，导航至Structures\ceramics，选择diamond.xsd和graphite.xsd结构，单击Open按钮。

确保diamond.xsd为当前文档，选择Build | Symmetry | Primitive Cell。

打开Import Document对话框，导航至Structures\metals\pure-metals，选择Al.xsd结构。单击Open按钮。

选择Build | Symmetry | Primitive Cell。选择所有原子，并将其元素类型更改为C。将晶胞常数更改为2.0 Å。将文件重命名为C_fcc.xsd。

要确保评估结构具有真实的几何构型，需对每个结构运行几何优化计算。此处，使用CASTEP模块的固定晶胞形状优化功能，以确保结构不会收敛到较低能量的结构。

单击Modules工具条上的CASTEP按钮，选择Calculation，或从菜单栏中选择Modules | CASTEP | Calculation。将Quality设置为Ultra-fine，Functional设置为GGA PBE。将Task更改为Geometry Optimization，单击More...按钮，打开CASTEP Geometry Optimization对话框。将Cell optimization设置为Fixed Shape，在Options选项卡中，将TPSD设置为Algorithm，关闭对话框。

应对于所有输入结构以相同设置运行几何优化计算。

使得diamond.xsd为当前文档，在CASTEP Calculation对话框中单击Run按钮。

对graphite.xsd和C_fcc.xsd两个结构重复此操作。关闭CASTEP Calculation对话框。

计算完成后，需要将优化的结构放置于同一文件夹中，以便对脚本进行评估。

删除原始结构文件，并用几何优化后的结构替换每个结构。

使得diamond.xsd为当前文档，在菜单栏中选择User | Script Job...，打开Script Job Control对话框。选择服务器网关、队列（如果合适）以及要在其上运行能带结构计算的CPU核数。关闭Script Job Control对话框。

在菜单栏中选择User | Parameters | DFTB+ Electronic Evaluation，打开DFTB+ Electronic Evaluation对话框。将UpperLimit设置为4.0 eV，并单击OK按钮。

这将启动脚本任务，使用DMol3和DFTB+对与当前文档位于同一文件夹中的所有结构执行能带结构计算。脚本将比较指定能量窗口的能带结构，并在数据表中返回结果。对于每个结构，数据表包含能带结构比较的平均绝对误差（MAE）和一个能带结构文件，该文件在同一图表中显示DFTB+和DMol3能带结构。最右边一列包含所有结构的MAE平均值。要找到最佳能带结构拟合的设置，可对mean (MAE)列进行排序。

打开输出的BandStructures.std数据表文件，选择K列mean(MAE)，单击Sort Ascending按钮，按升序排序。

从DFTB+库评估的第一行中，可以看到，Radii1 = 2.55和N = 4对所有评估的结构拟合的效果最好。根据每个结构的MAE，对每行进行排序的结果表明Radii1的值变化较小，石墨的最佳拟合值为2.45，金刚石的最佳拟合值为2.8。

在数据表中，双击G列BS(diamond)第一行中的文档。

将打开一个图表文件，其中在同一图表文件中呈现出DFTB+和DMol3算得的能带结构，能量已被平移，使得两次计算具有相同的费米能量。DFTB+可以很好地描述价带，但所计算的带隙值结果过大，是由于此处使用了极小基组。

在开始拟合之前，应保存项目并关闭所有窗口。

从菜单栏中选择File | Save Project，然后选择Window | Close All。

【系列教程】

Materials Studio官方教程：Conformers——研究结构-能量之间的关系【1】

Materials Studio官方教程：CCDC——乙内酰脲潜在多晶型的氢键分析【1】

Materials Studio官方教程：CCDC——利用CCDC和粉末衍射实验数据进行晶体鉴定

Materials Studio是久负盛名计算模拟软件，问世20余年来，经过不断地迭代优化，使其功能异常强大，极易上手，初学者只需通过简单的参数设置和点击鼠标就能完成DFT计算。其计算可靠性久经考验，备受Nature、Science等顶级期刊认可。

华算科技和Materials Studio官方代理深圳浦华系统联合推出Materials Studio建模、计算、分析课程。课程专为零基础学员设计，沿着理论讲解、模型搭建、性质计算、结果分析层层递进讲解，带你快速入门DFT计算。课程极度注重实操，全程线上直播，提供无限回放，课程群在线答疑。（详情点击下方图片跳转）

识别下方二维码报名，或者联系手机13005427160。