키워드 모음 · ORCA 사용자 가이드

이 페이지에서 다루는 내용

작업 유형 (Runtype)
Hartree-Fock · DFT 방법
상관 방법: MP2, CCSD(T), DLPNO
SCF 알고리즘 옵션
SCF · 최적화 수렴 임계값
DFT 적분 격자
상대론적 옵션
출력 제어
합성 방법 (Composite)

이 페이지는 ORCA 매뉴얼 4.2절의 키워드 표를 한국어로 다시 추린 것이다. 전체 키워드는 1300페이지에 달하니, 여기서는 일상 연구에서 자주 마주치는 것에만 집중했다. 빠진 게 있으면 매뉴얼 4.2절을 펴 보면 된다.

작업 유형 (Runtype)

키워드 라인에 작업 유형을 안 적으면 기본값은 Energy(단일점 에너지)다.

키워드	의미
`Energy` 또는 `SP`	단일점 에너지 (기본값).
`Opt`	구조 최적화(2022년 도입 redundant internal 좌표 사용).
`COpt`	데카르트 좌표에서 최적화.
`OptTS`	전이 상태 최적화.
`ScanTS`	릴랙스 스캔 + 전이 상태 검색.
`NEB`, `NEB-CI`, `NEB-TS`	Nudged Elastic Band 방법.
`IRC`	고유반응경로(Intrinsic Reaction Coordinate) 추적.
`Freq` 또는 `AnFreq`	해석적 진동수 계산.
`NumFreq`	수치적 진동수 계산.
`EnGrad`	에너지 + 그래디언트만 계산(GBW 이외 별도 파일 생성).
`NumGrad`	수치 그래디언트(해석적 미분이 없는 경우).
`MD`	분자동역학.
`GOAT`	전역 구조 최적화 + 컨포머 탐색 (ORCA 6).

Hartree-Fock · DFT 방법

Hartree-Fock

HF 자체는 키워드 한 단어로 끝난다. 닫힌 껍질 / 열린 껍질은 따로 명시할 수 있다.

키워드	의미
`HF`	Hartree-Fock 방법.
`RHF` / `RKS`	닫힌 껍질 (제한된) SCF.
`UHF` / `UKS`	스핀 비제한 SCF.
`ROHF` / `ROKS`	열린 껍질 제한된 SCF.

대표적인 DFT 함수

아래는 자주 쓰는 함수만 추린 것이다. 전체 목록은 12. DFT 함수 선택에서 다룬다.

범주	키워드	설명
GGA	`BP86` · `BP`	Becke88 교환 + Perdew86 상관. 전이금속에서 자주 사용.
	`BLYP`	Becke88 + Lee-Yang-Parr.
	`PBE`	Perdew-Burke-Ernzerhof. 범용성 우수.
하이브리드 GGA	`B3LYP`	20% HF 교환. 가장 널리 쓰이는 표준.
	`B3LYP/G`	Gaussian 정의 변형(VWN5 대신 VWN3).
	`PBE0`	25% HF 교환. NMR·EPR에서 강점.
	`BHANDHLYP`	50% HF 교환.
메타-GGA	`TPSS`	대표 메타-GGA.
	`TPSSh`	10% HF 교환 하이브리드.
	`M06L`	Truhlar 그룹의 메타-GGA.
메타-GGA 하이브리드	`M06`	27% HF 교환.
	`M062X`	54% HF 교환. 반응 장벽 잘 묘사.
	`r2SCANh` · `r2SCAN0`	r²SCAN 하이브리드. 최신 추천.
장범위 분리	`CAM-B3LYP`	들뜬상태·전하이동에서 양호.
	`wB97X-V`	VV10 비국소 상관 포함.
	`wB97M-V`	메타-GGA + VV10. 종합 성능 최상위권.
이중 하이브리드	`B2PLYP`	B88+LYP+MP2 혼합. 정확도 높음.
이중 하이브리드	`DSD-PBEP86`	SCS-MP2 결합 이중 하이브리드.

분산력 보정

DFT는 분산력을 제대로 못 잡으니, 거의 모든 경우에 분산력 보정을 같이 켠다.

키워드	의미
`D4`	최신 D4 보정. ORCA 6의 권장 옵션.
`D3BJ`	Grimme의 D3 + Becke-Johnson damping. 매우 안정적.
`D3ZERO`	D3 + zero damping.
`D2`	오래된 버전. 사용 비권장.

# B3LYP는 분산력 보정과 함께 쓰는 게 거의 표준
! B3LYP D4 def2-TZVP

상관 방법: MP2, CCSD(T), DLPNO

키워드	의미
`MP2`	표준 MP2.
`RI-MP2` 또는 `MP2RI`	RI 근사를 적용한 MP2. 보조 기저집합 필요.
`SCS-MP2`	Spin-Component Scaled MP2. 정확도 향상.
`DLPNO-MP2`	국소 PNO 기반 MP2. 대규모 분자에 적합.
`CCSD`	Coupled Cluster Singles & Doubles.
`CCSD(T)`	섭동 삼중 들뜸 추가. 기준값 계산에 흔히 쓰임.
`DLPNO-CCSD`	국소 PNO 기반 CCSD (닫힌 껍질).
`DLPNO-CCSD(T)`	국소 PNO 기반 CCSD(T). 자세한 내용은 10장.
`F12-CCSD(T)` · `CCSD(T)-F12`	F12 명시적 상관 포함. 기저집합 한계에 빠르게 접근.

DLPNO 임계값

DLPNO 계산의 정밀도는 세 단계로 묶여 있다.

키워드	설명
`LoosePNO`	가장 빠르지만 정밀도 낮음. 탐색용.
`NormalPNO`	기본값. 균형 잡힌 선택.
`TightPNO`	벤치마크·정밀 에너지용. 약 2배 느림.

SCF 알고리즘 옵션

키워드	의미
`RIJCOSX`	RI for Coulomb + Chain-of-Spheres exchange. 하이브리드 DFT의 표준 가속 옵션.
`RI-JK`	RI를 Coulomb과 Exchange 양쪽에 적용. 보조 JK 기저집합 필요.
`RI`	순수 GGA에서 자동 활성. Split-RI-J 사용.
`NORI`	RI 비활성.
`DIRECT`	적분 직접 계산(메모리 절약).
`CONV`	적분 디스크 저장(I/O 부담, 일부 후속 작업에 필요).
`DIIS` · `NODIIS`	DIIS 가속 켜기/끄기.
`SOSCF`	2차 SCF. 유기 닫힌 껍질에서 자주 효과적.
`TRAH`	Trust-Region Augmented Hessian SCF. 다른 방법으로 수렴하지 않을 때 쓴다.
`MOREAD`	이전 계산의 분자 궤도 읽어 오기. `%moinp "file.gbw"`와 함께 사용.
`NOITER`	SCF 반복 0회. 주어진 궤도로 정지.
`UNO`	UHF 자연 궤도 생성. 비제한 계산에서 권장.

SCF · 최적화 수렴 임계값

키워드	설명
`LooseSCF`	느슨한 SCF 수렴. 빠르지만 정밀하지 않음.
`NormalSCF`	기본값.
`TightSCF`	최적화·진동수의 권장 기준.
`VeryTightSCF`	정밀 에너지·NMR 등 민감한 작업.
`ExtremeSCF`	벤치마크 전용. 매우 비쌈.
`LooseOpt`	느슨한 최적화 수렴.
`NormalOpt`	기본 최적화 수렴.
`TightOpt`	엄격한 최적화. 정확한 진동수를 얻으려 할 때.
`VeryTightOpt`	매우 엄격.

SCF 수렴 전략

키워드	설명
`EasyConv`	수렴 문제 없음을 가정한 빠른 옵션.
`NormalConv`	일반 사례.
`SlowConv`	전이금속 착물 등 어려운 사례에 권장.
`VerySlowConv`	병적인 수렴 문제.

DFT 적분 격자

DFT 수치 적분 격자의 크기는 DefGridN 키워드로 정한다. 기본값은 DefGrid2다.

키워드	설명
`DefGrid1`	가장 거친 격자. 빠르지만 정밀도 낮음.
`DefGrid2`	기본값. 일상 작업에 충분.
`DefGrid3`	큰 기저집합 또는 정밀 작업.
`NoFinalGridX`	COSX의 최종 격자 비활성. 비권장.

상대론적 옵션

전이금속의 5d·6d, 란타나이드, 악티나이드처럼 무거운 원소를 다룰 때 쓴다.

키워드	설명
`ZORA`	Zero-Order Regular Approximation. 자기 특성 계산에 추천.
`DKH` 또는 `DKH2`	2차 Douglas-Kroll-Hess Hamiltonian. 전기 특성에 추천.
`X2C`	2-성분 변환. 최신 옵션.
`SOMF(1X)`	스핀-궤도 결합. 자기 특성에 자주 동반.

상대론적 계산은 전용 기저집합을 써야 한다. 예를 들어 ! ZORA ZORA-def2-TZVP SARC/J처럼 ZORA에 맞춰 recontract된 기저집합과 SARC 보조 기저집합을 함께 지정한다.

출력 제어

키워드	설명
`NormalPrint`	표준 출력 (기본).
`SmallPrint`	축약된 출력.
`LargePrint`	자세한 출력. 디버깅용.
`MiniPrint`	최소 출력.
`PrintMOs`	분자 궤도 계수 인쇄.
`PrintBasis`	사용된 기저집합 인쇄.
`PrintGap`	매 SCF 반복마다 HOMO-LUMO 간극 표시.
`XYZFile`	좌표를 `.xyz`로 출력.
`PDBFile`	좌표를 `.pdb`로 출력.
`NoPop`	모든 모집단 분석 끄기.
`Mulliken`, `Loewdin`, `Mayer`	각 모집단 분석 켜기.
`NBO`	NBO 분석 인터페이스(GENNBO 필요).

합성 방법 (Composite Methods)

합성 방법은 “함수 + 기저집합 + 보정”을 키워드 하나로 묶은 것이다. ORCA 6에서는 Grimme 그룹의 “3c” 합성 방법이 특히 쓸 만하다. 기저집합을 따로 지정할 필요 없이 한 줄로 끝난다.

키워드	설명
`HF-3c`	HF 기반. 매우 빠르며 구조 탐색용.
`B97-3c`	GGA + 수정된 def2-mTZVP. 일상 최적화에 우수.
`r2SCAN-3c`	메타-GGA + 수정된 def2-mTZVPP. 비용 대비 정확도가 좋다.
`PBEh-3c`	하이브리드(42% HF) + 수정된 def2-mSVP.
`wB97X-3c`	장범위 분리 하이브리드 + valence 더블 제타.

# r2SCAN-3c — 기저집합, 보정 모두 자동 적용
! r2SCAN-3c Opt Freq

* xyzfile 0 1 mol.xyz

r2SCAN-3c를 첫 시도로

중간 크기 분자(원자 50~200개)의 구조 최적화·진동수라면 r2SCAN-3c를 일단 첫 카드로 꺼내 볼 만하다. B3LYP/def2-TZVP 수준의 정확도를 절반도 안 되는 시간에 낸다. 더 정밀한 단일점 에너지가 필요하면 그 위에 DLPNO-CCSD(T)/cc-pVTZ 같은 걸 얹는 워크플로우가 잘 먹힌다.