Starte

Starte

Last Update: 2025/11/20

Starte 是一个面向 Gaussian external 接口的激发态优化辅助程序：在 TD-DFT 几何优化过程中提供“态跟踪（state tracking）”，用于减少态交叉/态重排导致的跳态问题，让优化过程更稳定、更可控。

Starte 支持两类工作方式：

  • Adiabatic（绝热态）：按给定 root 计算梯度，等价于“始终跟随第 n 个激发态标签”。
  • SDNTO（透热态 / diabatic 跟踪）：在每一步对候选态做 NTO 相似性（SNTO）判别，自动选择“与上一几何最相似的态”继续跟随，用于在交叉区域保持同一电子性质的态不丢。

透热态模式的完整流程（iter1/iter2+ 的选择、近简并 5% 消歧、opt+freq 分支等）见 post55。

安装

release：starte

安装：解压后将starte可执行文件加入 PATH 或者在 Gaussian route 中使用相对/绝对路径调用即可。

依赖

下列两个计算SNTO的方案二选一：

  • baneSNTO（推荐）：Starte 直接调用 baneSNTO 生成 NTO 并做 SNTO 匹配（banesnto=.T.）
  • banewfn + Multiwfn：Starte 通过 banewfn 驱动 Multiwfn 来完成 NTO 与重叠积分（banesnto=.F.）

使用方式

  1. 在 Gaussian route 行加入 external，例如：
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# opt(...) nosymm td(...) external='./starte_static'
  1. 在 gjf 的 comment block（标题下面那块）写入 Starte 参数与 Gaussian 控制参数（见下一节）。

  2. 正常提交 Gaussian 作业即可。Starte 会在每一步被 Gaussian 调用，完成：

    • 生成/读取所需文件 -（若启用 SDNTO）计算候选态的 SNTO 相似性并选根
    • 输出该步应采用的 root 并返回梯度给 Gaussian

参数

所有参数均写在 gjf comment block（route 行下面那段文本），按 key=value 或 key=... 形式给出。

Starte 参数

参数默认值说明
sdnto.F.是否启用 SDNTO 透热态跟踪
sntofirst.F.iter2+：.F. force-first（先算力，若跳态则重算）；.T. sp-first（先单点+SNTO，再按正确 root 算力）
banesnto.T..T. 用 baneSNTO；.F. 用 banewfn+Multiwfn
ntothre0.3NTO 本征值阈值
sntorange-1SNTO 搜索范围：-1 用 nadd；>=0 用 root±x（并自动截断到 1..nstate）
inttype1重叠积分形式：1 直接重叠；2 模重叠
debug.F.调试输出

Gaussian 参数

参数说明
mem内存设置（%mem= ）
nproc核数设置（%nprocshared= ）
method泛函
basis基组
root初始 root
naddnstate = root + nadd（候选态数量控制）
triplet是否三重态 TDDFT
extra额外关键字（原样拼到 route 中）

示例

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%nprocshared=16
%mem=8GB
# opt(nomicro) nosymm td external='./starte_static'

method=pbe1pbe basis=6-31+g* root=1 nadd=4 extra='int=fine'
sdnto=.t. banesnto=.t. sntorange=2 inttype=2

0 1
...

输出与排错

  • 建议 Gaussian 加 nosymm，减少标准取向/对称性处理带来的不一致。

  • 若在交叉区域仍出现明显跳态：

    • 优先减小 opt 步长（例如 maxstep）
    • 增大候选态范围（nadd 或 sntorange）
    • 在近简并频发体系上优先用 sntofirst=.T.（先判态再算力）
  • debug=.T. 会输出更完整的中间文件与判据，便于复现问题。
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