在線基組和贗勢數據庫一覽
在線基組和贗勢數據庫一覽
文/Sobereva @北京科音
First release: 2015-Nov-11 Last update: 2020-Oct-9
量子化學程序都自帶了基組或贗勢庫，但是顯然是很難做到全面。缺的基組可以從其它程序自帶基組庫中借過來，但更常用的做法還是從網上的基組數據庫上直接找定義。此文不完整地匯總一下在線基組、贗勢數據庫，都是免費開放的。如果其中有網站在大陸無法訪問或者功能不正常，絕對不要以為是網站有問題，是什么原因導致的、怎么解決，懂的都懂。
1 Basis Set Exchange (BSE)基組數據庫
地址：https://www.basissetexchange.org
原文：J. Chem. Inf. Model., 47, 1045-1052 (2007)
簡介：西北太平洋國家實驗室（PNNL）的人搞的最重要、最全面的基組+贗勢數據庫，已把絕大多數（特別是常用的）目前已經發表的基組和贗勢都已經納入進去了，并且不斷更新，已經成為搞量化的人必不可少的網站。輸出格式支持很多程序。但注意極個別元素的個別不常用的基組的定義可能有誤，所以如果得到奇怪結果別忘了檢查下拷來的基組定義是否合理。據說此基組庫以后會把旋軌勢也加進去。
注：值得一提的是Optimized General Contractions這個選項，如果點了它，那么顯示出的Dunning相關一致性基組就會比不選這個選項時要少一些GTF殼層。因為這類基組的GTF間有一些線性相關性（見CPL,260,513），對于片段收縮的程序去掉這些殼層不會影響結果還使得計算加快。（但對于Gaussian，選不選它都一樣，因為Gaussian會自動按照CPL那篇Davidson提出的方法去掉多余GTF，而且在不影響結果前提下比Optimized General Contractions這個選項去得更徹底）。
2 Turbomole程序的基組庫
地址：https://www.cosmologic-services.de/basis-sets/basissets.php
簡介：Turbomole那伙人搞的，包含的也都是他們搞出來的基組，包括def、def2系列基組（也包括給極化率計算優化的末尾帶D的帶有彌散的版本）、在def2基礎上把贗勢從MWB改成MDF后重新優化的dhf-系列基組，以及專給用于結合MDF的旋軌勢做二分量計算的dhf-2c系列基組。除了普通基組，還可以獲得/J、/JK、/C密度擬合基組。目前輸出格式支持Gaussian、Turbomole、molpro、Dalton。輸出格式選Turbomole或molpro的時候dhf-系列基組的條目中會有旋軌勢。
3 明尼蘇達基組數據庫
地址：http://comp.chem.umn.edu/basissets/basis.cgi
簡介：Truhlar一伙人弄的一個小基組庫，包含Truhlar他們弄出來的一些非主流基組，諸如MIDI、MG3之類，其中相對來說有用的是ma-開頭的，比如ma-TZVP，這是以最小方式給def2系列相應基組加上彌散函數的版本，即minimally augmented，也就是給非氫原子加上一層s和p彌散函數。在某些需要彌散函數的計算時如果嫌def2基組沒彌散函數，又懶得自己手動修改定義，不妨直接來這里拷定義。支持的輸出格式也不多，Gaussian、GAMESS、ACESII和已經被遺忘的HONDO。
4 Stuttgart贗勢參數數據庫
地址：http://www.tc.uni-koeln.de/PP/clickpse.en.html
簡介：搞Stuttgart系列贗勢的Dolg他們弄的Stuttgart贗勢+贗勢基組數據庫，重元素的MDF版本除標量勢外也有旋軌勢（輸出格式選molpro才能看到）。雖然BSE上也有Stuttgart贗勢和配套基組的定義，Gaussian等程序也自帶了，但都比較老，只有這里的才是最新、最全的。輸出格式支持Molpro、Gaussian、Turbomole、Crystal。
5 相關一致性基組數據庫
有兩個地址，分別是兩個相關一致性基組的開發者課題組下屬的頁面
Hill組：http://www.grant-hill.group.shef.ac.uk/ccrepo/index.html
Peterson組：http://tyr0.chem.wsu.edu/~kipeters/basis.html
簡介：把Dunning最初開發，Peterson和Hill等人進一步發展的相關一致性基組做了最全面的匯總，包括cc-pVnZ、cc-pCVnZ、cc-pwCVnZ系列，帶aug-前綴的，帶-DK、-PP、-F12等后綴的版本都有。贗勢基組沒有同時給出贗勢部分，需要自己去Stuttgart贗勢庫中下載相應的MDF型贗勢結合使用。Hill組提供的頁面可以按照周期表來查詢，比較方便，而Peterson組那個是按照文獻來查詢，比較麻煩。
6 Clarkson大學相對論有效勢數據庫
地址：http://people.clarkson.edu/~pac/reps.html（已失效）
簡介：包含的是CRENB（Christiansen-Ross-Ermler-Nash-Bursten）贗勢和相應的贗勢基組，并且包含對應的旋軌勢，覆蓋整個周期表。CRENB具體分CRENBL（小核贗勢）和CRENBS（大核贗勢），在BSE上都有，沒必要來這里下，而且這種贗勢精度也不咋地沒什么人用。這個主頁價值也就在于但這里提供了旋軌勢，這在BSE上是沒有的。
7 ADF的STO基組數據庫
地址：http://www.scm.com/Downloads/zorabasis/Welcome.html
簡介：這是僅有的STO基組的數據庫，基組是ADF御用的，包括DZ、TZP、TZ2P、QZ4P，凍核和全電子版本的都有，1-118號元素都齊了。
8 Crystal程序的基組數據庫
地址：https://www.crystal.unito.it/basis-sets.php
簡介：為數不多的基于高斯函數的第一性原理程序Crystal的基組庫，適當改格式也可以用于其它程序。值得一提的是其中的pob-TZVP是基于def2-TZVP修改的專門適合固體計算的版本，比用其它的3-zeta基組可得到更好結果，其定義也同樣可以從這里得到http://www.thch.uni-bonn.de/tc/index.php?section=downloads&subsection=basis&lang=english。
9 CASINO程序的基組和贗勢庫
地址：http://www.tcm.phy.cam.ac.uk/~mdt26/casino2_pseudopotentials.html
簡介：做量子蒙特卡羅計算的CASINO程序的相對論標量勢、旋軌勢、核極化勢和基組庫，元素從H到Ba，以及Lu到Hg都有。Gaussian、GAMESS、Crystal格式都支持。
10 PSI-4程序的基組庫
地址：http://www.psicode.org/psi4manual/master/basissets_byfamily.html
簡介：PSI-4程序的基組庫，大部分是從BSE上或者molpro程序中搞出來的，少量是私有的。每種基組對應的密度擬合基組都明確列上了。格式就是Gaussian的格式。
11 Hirao等人的DKH3全電子相對論計算的基組庫
地址：http://www.riken.jp/qcl/publications/dk3bs/periodic_table.html
簡介：這是Hirao等人提出的專供DKH3相對論計算的基組庫，參數通過最小化原子DKH3標量相對論計算得到的能量得到，對應的文章是JCP,115,4463(2001)，覆蓋1-103號元素。可惜沒法選擇輸出格式。
12 Sapporo全電子相對論基組庫
地址：http://sapporo.center.ims.ac.jp/sapporo/Order.do
簡介：提供了DZ、TZ、QZ級別的用于非相對論和DKH3相對論計算的基組，強調是片段收縮。輸出格式支持Gaussian、GAMESS、molpro、molcas、turbomole、NWChem、Dirac等主流程序。另外提供的TK/NOSec是適合非相對論電子相關計算的基組，MCP/NOSec是結合相對論模型勢(MCP)用的適合電子相關級別下計算的基組，可以在支持MCP的GAMESS-US、molcas等程序中用。
13 RAGBS、RPF-4Z全電子相對論基組庫
地址：http://basis-sets.iqsc.usp.br/basis-sets/
簡介：可以獲得RPF-4Z（一種性價比很高的4-zeta級別用于相對論計算的基組）和RAGBS（Relativistic Adapted Gaussian Basis Sets，號稱是相對論計算中沒有變分塌陷問題的基組中最小的一種）的基組定義。
14 Dyall全電子相對論基組庫
地址：http://dirac.chem.sdu.dk/basisarchives/dyall/
簡介：這是專門做相對論計算的Dirac程序御用的Dyall基組的基組庫，專適合四分量、二分量或標量相對論計算計算，是非收縮的，從第四周期開始都有定義（但是目前沒3d金屬）。
15 Sadlej基組庫
地址：http://www.qch.fns.uniba.sk/Baslib/和http://www.chem.uni.torun.pl/zchk/basis-sets.html
簡介：在撰文時BSE上只有Sadlej POL、Sadlej+基組的定義。Sadlej還提出了其它的適合計算（超）極化率的基組，在這兩個網頁里有。但是網頁里是他們私有的格式，筆者為了方便廣大研究者把這倆網頁上的基組文件轉換成了Gaussian格式，見《各種Sadlej基組的Gaussian格式的定義》（http://www.shanxitv.org/345）。 在撰文時BSE上只有Sadlej POL、Sadlej+基組的定義。Sadlej還提出了其它的適合計算（超）極化率的基組ZPolX和LPolX，在原文里沒給定義，但在這個網頁上能下載到定義，但可惜沒有Gaussian格式的，得自己轉換。
16 Jorge基組庫
地址：http://qcgv.ufes.br/downloadbasis.html
簡介：包含巴西Jorge課題組開發的DZ到6Z級別的基組，優點并不鮮明，但好處是涵蓋了周期表大部分，且有用于普通計算和專為DKH2計算優化的兩類基組，前者也有帶彌散的版本，以A開頭（比如ADZ。A代表augmented）。能導出大部分主流量化程序支持的格式，實際上這些基組在BSE上也能找到。