<div dir="ltr">Dear  Giuseppe<div>Many thanks for your response.</div><div>I will try with your advice and give you the response</div><div>Thanks</div></div><br><div class="gmail_quote"><div dir="ltr">On Thu, 6 Dec 2018 at 12:24, Giuseppe Mattioli <<a href="mailto:giuseppe.mattioli@ism.cnr.it" target="_blank">giuseppe.mattioli@ism.cnr.it</a>> wrote:<br></div><blockquote class="gmail_quote" style="margin:0 0 0 .8ex;border-left:1px #ccc solid;padding-left:1ex"><br>
Dear Mohamed<br>
<br>
charged ions are tricky in DFT for multiple reasons. The excess and  <br>
well localized charge can suffer a very strong delocalization error  <br>
which may lead to unbound electronic states. Moreover, charged ions  <br>
are generally not stable in gas phase. They often require a polar  <br>
solvent to exist. Finally, in periodic boundary conditions a  <br>
distribution of charge (aka "jellium") is required to compensate the  <br>
positive/negative charge in a supercell, and the reference potential  <br>
is affected by the insertion of such charge, so that for example you  <br>
cannot calculate the ionization energy of a molecule as  <br>
E[q=+1]-E[q=0], as you do when you use GTO codes.<br>
<br>
This said, it is not impossible to calculate the adsorption energy of  <br>
charged ions on a given substrate, provided that:<br>
<br>
1) You use a hybrid EXX-GGA functional. This is not mandatory, but it  <br>
is recommended because it generally avoids the accommodation of excess  <br>
electrons in unbound states.<br>
<br>
2) You embed your system in an implicit dielectric medium (maybe  <br>
"water", in your case). In QE this is easily provided by the  <br>
QUANTUM-ENVIRON plug-in.<br>
<br>
Then you can calculate the adsorption energy in two ways:<br>
<br>
A) you can start from the interacting configuration of your system and  <br>
progressively remove the ion in several snapshots (or a few snapshot,  <br>
depending on the computational resources you can afford). Then you  <br>
build an interaction potential curve and yiu try to estimate its  <br>
asymptotic value. It requires also a large supercell, of course.<br>
<br>
B) you can use a little trick (which however requires 1 and 2 above).  <br>
Put a cation in a part of your supercell where the interaction energy  <br>
with you polymer+anion system is negligible. Then calculate the energy  <br>
of your cation+anion system in a neutral supercell where their charge  <br>
is exactly compensated. The energy difference between three neutral  <br>
supercells E[polymer+anion+cation]-E[polymer]-E[cation+anion] should  <br>
be a sensible estimate of the anion adsorption energy<br>
<br>
HTH<br>
Giuseppe<br>
<br>
Mohamed Safy <<a href="mailto:msafy505@gmail.com" target="_blank">msafy505@gmail.com</a>> ha scritto:<br>
<br>
> Thanks for your valuable information but I have experimental results which<br>
> indicate the presence of adsorption. is this can be considered a<br>
> conflict?.  I tried to validate the method using a smaller system. I<br>
> studied the adsorption of H2 on Graphene.<br>
> The adsorption energy was 17.17 kcal/mol.<br>
> the systems are below<br>
> Complex<br>
> &CONTROL<br>
>     calculation   = "scf"<br>
>     forc_conv_thr =  1.00000e-03<br>
>     max_seconds   =  1.72800e+05<br>
>     nstep         = 1000<br>
>     verbosity='high'<br>
>     restart_mode='from_scratch'<br>
>     iprint=1<br>
>     tprnfor=.true.<br>
>  pseudo_dir = '/lfs01/workdirs/val/Test/pseudo',<br>
> outdir='/lfs01/workdirs/val/Test/Out/C',<br>
> /<br>
><br>
> &SYSTEM<br>
>     a     =  7.40525e+00<br>
>     c     =  9.99906e+00<br>
>     ibrav = 4<br>
>     nat   = 19<br>
>     ntyp  = 2<br>
>     ecutwfc = 45.0 ,<br>
> ecutrho = 450.0 ,<br>
> input_DFT = 'PBE-D2' ,<br>
> occupations = 'smearing' ,<br>
> degauss = 1.0d-4 ,<br>
> vdw_corr = 'Grimme-D2'<br>
> assume_isolated = 'mt'<br>
> smearing = 'marzari-vanderbilt' ,<br>
> /<br>
><br>
> &ELECTRONS<br>
> conv_thr = 1.0d-7 ,<br>
> electron_maxstep = 1000<br>
> mixing_mode = 'plain' ,<br>
> mixing_beta = 0.3d0 ,<br>
> /<br>
><br>
> &IONS<br>
> ion_dynamics='bfgs'<br>
> upscale=20.0<br>
> /<br>
><br>
> &CELL<br>
> /<br>
><br>
> K_POINTS {automatic}<br>
>  3  3  3  0 0 0<br>
><br>
> ATOMIC_SPECIES<br>
> C      12.01070  C.pbe-n-kjpaw_psl.1.0.0.UPF<br>
> H       1.00794  H.pbe-kjpaw_psl.1.0.0.UPF<br>
> ATOMIC_POSITIONS {angstrom}<br>
> C        1.280642168   0.685951341  -0.000431048<br>
> C       -1.236653977   3.539880413  -0.001566184<br>
> C       -0.000377617   2.903279130  -0.002911997<br>
> C       -2.489554615   5.710262290  -0.000852594<br>
> C       -1.229721248   4.990709007  -0.000338911<br>
> C        2.449440629   1.438897112   0.002319254<br>
> C        3.702198081   0.707454065  -0.001265064<br>
> C        1.236237242   3.539760579   0.000958837<br>
> C        2.478517989   2.856386275   0.004841971<br>
> C       -0.000246038   5.700684987  -0.000997560<br>
> C        1.229347070   4.990770096  -0.000716604<br>
> C        4.955272233   1.438694069  -0.002138838<br>
> C        6.124721243   0.686321393   0.000987763<br>
> C        3.702044434   3.562937903   0.001926384<br>
> C        4.925831271   2.856536000  -0.001755553<br>
> C        2.489209922   5.710445901  -0.000342579<br>
> C        3.702309214   4.976078918  -0.000048704<br>
> H        3.360489134   2.350036356  -3.014528460<br>
> H        2.719672863   2.741584163  -3.037540110<br>
><br>
><br>
> Graphen<br>
> &CONTROL<br>
>     calculation   = "scf"<br>
>     forc_conv_thr =  1.00000e-03<br>
>     max_seconds   =  1.72800e+05<br>
>     nstep         = 1000<br>
>     verbosity='high'<br>
>     restart_mode='from_scratch'<br>
>     iprint=1<br>
>     tprnfor=.true.<br>
>  pseudo_dir = '/lfs01/Val/cairo010u1/Test/pseudo',<br>
> outdir='/lfs01/workdirs/Val/Test/Out/G',<br>
> /<br>
><br>
> &SYSTEM<br>
>     a     =  7.40525e+00<br>
>     c     =  9.99906e+00<br>
>     ibrav = 4<br>
>     nat   = 17<br>
>     ntyp  = 1<br>
>     ecutwfc = 45.0 ,<br>
> ecutrho = 450.0 ,<br>
> input_DFT = 'PBE-D2' ,<br>
> occupations = 'smearing' ,<br>
> degauss = 1.0d-4 ,<br>
> vdw_corr = 'Grimme-D2'<br>
> assume_isolated = 'mt'<br>
> smearing = 'marzari-vanderbilt' ,<br>
> /<br>
><br>
> &ELECTRONS<br>
> conv_thr = 1.0d-10 ,<br>
> electron_maxstep = 1000<br>
> mixing_mode = 'plain' ,<br>
> mixing_beta = 0.3d0 ,<br>
> /<br>
><br>
> &IONS<br>
> ion_dynamics='bfgs'<br>
> upscale=20.0<br>
> /<br>
><br>
> &CELL<br>
> /<br>
><br>
> K_POINTS {automatic}<br>
>  3  3  3  0 0 0<br>
><br>
> ATOMIC_SPECIES<br>
> C      12.01070  C.pbe-n-kjpaw_psl.1.0.0.UPF<br>
><br>
> ATOMIC_POSITIONS {angstrom}<br>
> C        1.280642168   0.685951341  -0.000431048<br>
> C       -1.236653977   3.539880413  -0.001566184<br>
> C       -0.000377617   2.903279130  -0.002911997<br>
> C       -2.489554615   5.710262290  -0.000852594<br>
> C       -1.229721248   4.990709007  -0.000338911<br>
> C        2.449440629   1.438897112   0.002319254<br>
> C        3.702198081   0.707454065  -0.001265064<br>
> C        1.236237242   3.539760579   0.000958837<br>
> C        2.478517989   2.856386275   0.004841971<br>
> C       -0.000246038   5.700684987  -0.000997560<br>
> C        1.229347070   4.990770096  -0.000716604<br>
> C        4.955272233   1.438694069  -0.002138838<br>
> C        6.124721243   0.686321393   0.000987763<br>
> C        3.702044434   3.562937903   0.001926384<br>
> C        4.925831271   2.856536000  -0.001755553<br>
> C        2.489209922   5.710445901  -0.000342579<br>
> C        3.702309214   4.976078918  -0.000048704<br>
><br>
><br>
><br>
> Hydrogen<br>
> &CONTROL<br>
>     calculation   = "scf"<br>
>     forc_conv_thr =  1.00000e-03<br>
>     max_seconds   =  1.72800e+05<br>
>     nstep         = 1000<br>
>     verbosity='high'<br>
>     restart_mode='from_scratch'<br>
>     iprint=1<br>
>     tprnfor=.true.<br>
>  pseudo_dir = '/lfs01/workdirs/Val/Test/pseudo',<br>
> outdir='/lfs01/workdirs/Val/Test/Out/HY',<br>
> /<br>
><br>
> &SYSTEM<br>
>     a     =  7.40525e+00<br>
>     c     =  9.99906e+00<br>
>     ibrav = 4<br>
>     nat   = 2<br>
>     ntyp  = 1<br>
>     ecutwfc = 45.0 ,<br>
> ecutrho = 450.0 ,<br>
> input_DFT = 'PBE-D2' ,<br>
> occupations = 'smearing' ,<br>
> degauss = 1.0d-4 ,<br>
> vdw_corr = 'Grimme-D2'<br>
> assume_isolated = 'mt'<br>
> smearing = 'marzari-vanderbilt' ,<br>
><br>
> /<br>
><br>
> &ELECTRONS<br>
> conv_thr = 1.0d-7 ,<br>
> electron_maxstep = 1000<br>
> mixing_mode = 'plain' ,<br>
> mixing_beta = 0.3d0 ,<br>
> /<br>
><br>
> &IONS<br>
> ion_dynamics='bfgs'<br>
> upscale=20.0<br>
> /<br>
><br>
> &CELL<br>
> /<br>
><br>
> K_POINTS {automatic}<br>
>  3  3  3  0 0 0<br>
><br>
> ATOMIC_SPECIES<br>
> H       1.00794  H.pbe-kjpaw_psl.1.0.0.UPF<br>
> ATOMIC_POSITIONS {angstrom}<br>
> H        3.360489134   2.350036356  -3.014528460<br>
> H        2.719672863   2.741584163  -3.037540110<br>
><br>
><br>
> On Wed, 5 Dec 2018 at 21:09, Stefano Baroni <<a href="mailto:baroni@sissa.it" target="_blank">baroni@sissa.it</a>> wrote:<br>
><br>
>> I know nothing about your system, but what you report simply seem the<br>
>> evidence of an endothermal adsorption, stabilized by a  energy barrier.<br>
>> Have you got strong reasons to believe that this cannot be the case?<br>
>> Regards, Stefano B<br>
>><br>
>> ___<br>
>> Stefano Baroni, Trieste -- <a href="http://stefano.baroni.me" rel="noreferrer" target="_blank">http://stefano.baroni.me</a><br>
>><br>
>> > On 5 Dec 2018, at 18:45, Mohamed Safy <<a href="mailto:msafy505@gmail.com" target="_blank">msafy505@gmail.com</a>> wrote:<br>
>> ><br>
>> > Dear QE users<br>
>> > I am trying to study the adsorption of a negatively charged molecule on<br>
>> a core of polymer. The relaxed cell showed the formation of four hydrogen<br>
>> bonds (with O...H distance range between 1.7 and 1.95 angstrom). But, when<br>
>> I calculated the adsorption energy I found it a positive value (44<br>
>> kcal/mol). any advice or suggestion please.<br>
>> > Thanks in advance<br>
>> > _______________________________________________<br>
>> > users mailing list<br>
>> > <a href="mailto:users@lists.quantum-espresso.org" target="_blank">users@lists.quantum-espresso.org</a><br>
>> > <a href="https://lists.quantum-espresso.org/mailman/listinfo/users" rel="noreferrer" target="_blank">https://lists.quantum-espresso.org/mailman/listinfo/users</a><br>
>><br>
>> _______________________________________________<br>
>> users mailing list<br>
>> <a href="mailto:users@lists.quantum-espresso.org" target="_blank">users@lists.quantum-espresso.org</a><br>
>> <a href="https://lists.quantum-espresso.org/mailman/listinfo/users" rel="noreferrer" target="_blank">https://lists.quantum-espresso.org/mailman/listinfo/users</a><br>
>><br>
<br>
<br>
<br>
GIUSEPPE MATTIOLI<br>
CNR - ISTITUTO DI STRUTTURA DELLA MATERIA<br>
Via Salaria Km 29,300 - C.P. 10<br>
I-00015 - Monterotondo Scalo (RM)<br>
Mob (*preferred*) +39 373 7305625<br>
Tel + 39 06 90672342 - Fax +39 06 90672316<br>
E-mail: <<a href="mailto:giuseppe.mattioli@ism.cnr.it" target="_blank">giuseppe.mattioli@ism.cnr.it</a>><br>
<br>
_______________________________________________<br>
users mailing list<br>
<a href="mailto:users@lists.quantum-espresso.org" target="_blank">users@lists.quantum-espresso.org</a><br>
<a href="https://lists.quantum-espresso.org/mailman/listinfo/users" rel="noreferrer" target="_blank">https://lists.quantum-espresso.org/mailman/listinfo/users</a><br>
</blockquote></div>