CP2K 中文教程：从入门到进阶（CP2K Tutorial in Chinese）

系统讲解 CP2K（GPW/GAPW 混合基组）第一性原理计算：安装、输入文件结构、基组与 GTH 赝势、CUTOFF 收敛、OT 与对角化 SCF、周期性体系与 k 点、几何/晶胞优化、DFT-D3、自旋与 DFT+U、杂化泛函与 ADMM、DOS/PDOS/能带、cube 文件与功函数、NEB、振动分析等。

适用版本：CP2K 2026.2，并对照 2023.x–2025.x 的旧语法（如 CELL_OPT/TYPE、&PDOS → &DOS）。

Tip

建议先阅读 通用基础 了解 Linux 与集群作业提交，再按章节顺序学习；每章末尾都有参考资料与常见报错。

教程目录

章节	配套示例
第1章 CP2K 简介、版本与安装（Introduction, Versions & Installation of CP2K）	01-install-check
第2章 输入文件结构与第一个计算（CP2K Input File Structure & First Calculation）	02-energy-force-rutile 02-first-calc-h2o-si
第3章 GPW/GAPW 方法、基组与赝势（GPW/GAPW Methods, Gaussian Basis Sets & GTH Pseudopotentials in CP2K）	03-basis-pseudo-h2o
第4章 CUTOFF / REL_CUTOFF 收敛测试（Converging CUTOFF & REL_CUTOFF in CP2K）	04-cutoff-convergence-si
第5章 SCF 策略：OT、对角化、展宽与重启（SCF Convergence in CP2K: OT, Diagonalization, Smearing & Restart）	05-scf-strategy
第6章 周期性体系、表面模型与 k 点（Periodic Systems, Slab Models & k-Points in CP2K）	06-periodic-surface-kpoints
第7章 几何优化与晶胞优化（Geometry & Cell Optimization with CP2K）	07-geo-cell-opt
第8章 色散校正、自旋极化与 DFT+U（Dispersion, Spin Polarization & DFT+U in CP2K）	08-dispersion-spin-dftu
第9章 杂化泛函与 ADMM（Hybrid Functionals & ADMM in CP2K）	09-hybrid-admm
第10章 电子结构分析：DOS、PDOS 与能带（DOS, PDOS & Band Structure with CP2K）	10-dos-pdos-band
第11章 实空间性质：cube 文件、电荷分析与功函数（Cube Files, Charge Analysis & Work Function in CP2K）	11-cube-charge-workfunction
第13章 过渡态搜索：NEB 与 Dimer（Transition-State Search in CP2K: CI-NEB & Dimer）	13-neb-dimer-h-cu111
第14章 振动分析、红外与热化学（Vibrational Analysis, IR Intensities & Thermochemistry with CP2K）	14-vibration-thermo

全部示例

示例目录	说明
01-install-check	示例 01：CP2K 安装自检
02-energy-force-rutile	示例 02b：金红石 TiO2 的能量与原子力
02-first-calc-h2o-si	示例 02a：第一个 CP2K 计算——H2O 分子与 Si 晶体
03-basis-pseudo-h2o	示例 03：基组、赝势与 GAPW 全电子计算
04-cutoff-convergence-si	示例 04：体相 Si 与 H2O 的 CUTOFF / REL_CUTOFF 收敛测试
05-scf-strategy	示例 05：SCF 策略——OT、对角化 + 混合、金属展宽与波函数重启
06-periodic-surface-kpoints	示例 06：孤立分子、表面 slab 偶极校正与 k 点收敛
07-geo-cell-opt	示例 07：CP2K 几何优化与晶胞优化
08-dispersion-spin-dftu	示例 08：CP2K 色散校正、自旋极化与 DFT+U
09-hybrid-admm	示例 09：CP2K 杂化泛函与 ADMM
10-dos-pdos-band	示例 10：DOS、PDOS 与能带
11-cube-charge-workfunction	示例 11：cube 文件、电荷分析、molden 与功函数
12-aimd-water	示例 12：32 个水分子的 AIMD
13-neb-dimer-h-cu111	示例 13：H 在 Cu
14-vibration-thermo	示例 14：振动分析、红外强度与热化学
15-metadynamics-nacl	示例 15-metadynamics-nacl
16-qmmm-xtb	示例 16：半经验方法
17-automation-tools	示例 17：用 ASE、cp2k-input-tools、cp2kdata 自动化 CP2K
18-troubleshooting	示例 18：报错排查练习、版本迁移与并行性能测试

基组与赝势数据

data/ 目录收录了 CP2K 项目发布的基组与赝势数据文件（GPL-2.0-or-later），便于离线查阅与使用。

相关资源

• GitHub 相关仓库精选
• NEP/GPUMD 与数据集脚本
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