sobNEB：產生CP2K的NEB的插點的方便的工具

sobNEB：產生CP2K的NEB的插點的方便的工具

文/Sobereva@北京科音  2023-Feb-28

1 介紹

CP2K有很好用的NEB功能可以得到反應路徑，靠CI-NEB還可以同時得到過渡態結構，用法在北京科音CP2K第一性原理計算培訓班（http://www.keinsci.com/workshop/KFP_content.html）里講得很詳細。雖然CP2K的NEB功能自己就能自動線性插點，但是偶有bug（有的初始間距是其它的兩倍），而且沒法人為控制自己提供的中間結構對應哪個點，也不便于預覽初始點。

我開發的sobNEB在插點時可控性更強。雖然也是線性插點，但有以下好處
(1)可以直接控制自己提供的結構對應哪個初始點，其它點都在相鄰的提供的結構之間線性插入
(2)可直接產生對應CP2K的&BAND部分中的信息便于寫NEB輸入文件
(3)會將用戶提供的點和所有額外插的點的結構一起寫入traj.xyz文件以在VMD中觀看所有初始點構成的軌跡，以便判斷插點是否合適。

sobNEB的下載地址：http://www.shanxitv.org/soft/sobNEB_1.0.zip。有.exe后綴的是Windows版，無后綴的是Linux版。

注意sobNEB不會對輸入的結構自動消除平動轉動。

2 用法

用戶只需編輯sobNEB目錄下的sobNEB.ini，指定自行提供的各個xyz文件的路徑以及對應的點的序號（之間以冒號分隔），在啟動程序后就會開始處理。只有始、末端的結構是必須自己提供的，中間的結構可以不提供也可以提供一個或者多個。

下面是sobNEB.ini文件的例子，涉及到的三個xyz文件在sobNEB目錄下都提供了。conf1.xyz和conf2.xyz是分子的兩個構象，分別作為始、末端。TS_guess.xyz是自己擺的過渡態初猜結構，其點號位于始末、端點號的正中央。

conf1.xyz : 1
TS_guess.xyz  : 11
conf2.xyz : 21

啟動sobNEB后會看到以下信息

 sobNEB: Generate interpolated .xyz files and CP2K input for NEB calculation
 Programmed by Tian Lu (sobereva[at]sina.com)
 Version 1.0, release date: 2023-Feb-19

 Loading sobNEB.ini...
  3 structures are given

 Generating interpolated structures between given systems  1 and  2
 Generating point   2 : 2.xyz
 Generating point   3 : 3.xyz
 Generating point   4 : 4.xyz
 Generating point   5 : 5.xyz
 Generating point   6 : 6.xyz
 Generating point   7 : 7.xyz
 Generating point   8 : 8.xyz
 Generating point   9 : 9.xyz
 Generating point  10 : 10.xyz

 Generating interpolated structures between given systems  2 and  3
 Generating point  12 : 12.xyz
 Generating point  13 : 13.xyz
 Generating point  14 : 14.xyz
 Generating point  15 : 15.xyz
 Generating point  16 : 16.xyz
 Generating point  17 : 17.xyz
 Generating point  18 : 18.xyz
 Generating point  19 : 19.xyz
 Generating point  20 : 20.xyz

 Done! .xyz file of each point has been generated in current folder
 Corresponding &BAND field of NEB task of CP2K has been exported to BAND.txt in
current folder
 traj.xyz is the trajectory file containing all points for previewing purpose

可見產生了2-10號、12-20號，共18個插點結構，當前目錄下出現了相應序號的xyz文件。

當前目錄下出現的BAND.txt內容如下，可以直接粘貼到&BAND字段里
    &REPLICA
      COORD_FILE_NAME conf1.xyz
    &END REPLICA
    &REPLICA
      COORD_FILE_NAME 2.xyz
    &END REPLICA
    &REPLICA
      COORD_FILE_NAME 3.xyz
    &END REPLICA
    &REPLICA
      COORD_FILE_NAME 4.xyz
    &END REPLICA
    &REPLICA
      COORD_FILE_NAME 5.xyz
    &END REPLICA
    &REPLICA
      COORD_FILE_NAME 6.xyz
    &END REPLICA
    &REPLICA
      COORD_FILE_NAME 7.xyz
    &END REPLICA
    &REPLICA
      COORD_FILE_NAME 8.xyz
    &END REPLICA
    &REPLICA
      COORD_FILE_NAME 9.xyz
    &END REPLICA
    &REPLICA
      COORD_FILE_NAME 10.xyz
    &END REPLICA
    &REPLICA
      COORD_FILE_NAME TS_guess.xyz
    &END REPLICA
    &REPLICA
      COORD_FILE_NAME 12.xyz
    &END REPLICA
    &REPLICA
      COORD_FILE_NAME 13.xyz
    &END REPLICA
    &REPLICA
      COORD_FILE_NAME 14.xyz
    &END REPLICA
    &REPLICA
      COORD_FILE_NAME 15.xyz
    &END REPLICA
    &REPLICA
      COORD_FILE_NAME 16.xyz
    &END REPLICA
    &REPLICA
      COORD_FILE_NAME 17.xyz
    &END REPLICA
    &REPLICA
      COORD_FILE_NAME 18.xyz
    &END REPLICA
    &REPLICA
      COORD_FILE_NAME 19.xyz
    &END REPLICA
    &REPLICA
      COORD_FILE_NAME 20.xyz
    &END REPLICA
    &REPLICA
      COORD_FILE_NAME conf2.xyz
    &END REPLICA

可以用VMD檢查當前目錄下同時產生的traj.xyz。里面21幀同時疊加顯示時如下所示，可見初始點的分布是合理的，在兩個構象間變化，可以用于NEB計算。