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活性空间的选取

活性空间的选取是多参考计算(包括MOLCAS用户最常用的CASPT2)最为关键的步骤,因为合适的参考态直接关系到后续CASPT2计算的准确性。 此过程需要对待计算的体系、该体系待计算性质的深入了解。 首先推荐一下 V. Veryazov, P.-Å. Malmqvist, B. O. Roos在2011、12年发表的 {How to select active space for multiconfigurational quantum chemistry? I. J. Quantum Chem., 111, 3329-3338 (2011).| https://sci-hub.tw/10.1002/qua.23068} 里面提到一般的(注意这里仅仅指一般的策略;具体体系要具体来看)活性空间选择策略如下:

主族元素

共轭分子激发态

过渡金属化合物

镧系锕系

活性空间的选取主要是通过 &RASSCF选项卡, 使用 FROZen、 INACtive、 RAS1、 RAS2、 RAS3等关键字来选取轨道空间,具体的轨道选取请见下表, orbspc

其实该部分具体执行的是多组态自洽场计算,

参考态的计算方案

活性空间或者说活性轨道确定之后 下一步就是参考态的计算方案。 MOLCAS里面RASSCF部分参考态的求解器有:

轨道优化策略

MOLCAS里面主要的轨道优化方法为 Quasi-Newton 和 Super-CI 方法,同时默认的方案是先采用Super-CI,然后切换为(线性搜索+)Quasi-Newton方法。 两个区别和联系的话主要是

基于多组态的多参考计算

对于CASPT2的计算 一般仅需要在&RASSCF选项卡后面,继续添加&CASPT2选项卡就可以了。 CASPT2计算采用的活性轨道和活性电子,均可以继承之前的&RASSCF选项卡里面的设置,例如FROZen、RAS2、DELEted、RLXRoot等等。

相当于CASSCF计算,CASPT2计算需要额外注意的几点就是CONVergence(残基收敛精度)、IPEAshift(零级近似哈密顿),尤其是理想的活性空间超出CASSCF计算能力的时候。此外,在联用Cholesky或者RI积分近似的时候,LOVCaspt2、FNOCaspt2的CASPT2方案也是可以采用的。