理论教育 常见软件介绍-氢与氢能

常见软件介绍-氢与氢能

时间:2023-11-19 理论教育 版权反馈
【摘要】:Quantum ESPRESSO基于密度泛函理论,使用平面波基组和赝势。可在一般工作站上模拟几百个原子的体系,最新版本是3.0,网站地址为:http://www.icmab.es/si-esta/。ADF是专门进行密度泛函计算的软件,包括ADF和BAND两部分。ADF使用的全部是Slater型基组。最新版本是2010.01,网站地址为:http://www.scm.com/。WIEN2k使用全电子方案,并考虑了相对论效应,在预测电子结构、化学键和做其他性质的计算比较准确。目前,为了解决计算模拟体系实际问题,多软件综合利用进行多尺度模拟越来越成为一种趋势。

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Quantum ESPRESSO基于密度泛函理论,使用平面波基组和赝势。包含了以下代码:计算电子结构、结构优化、分子动力学、振动特性和介电特性的PWscf,Car-Parrinello可变晶胞的分子动力学程序FPMD和CP,产生PWscf输入文件的图形用户界面PWgui以及用于原子计算和产生赝势atomic,最新版本是4.2,网站地址为:http://www.pwscf.org/。

ABINIT使用赝势和平面波,用密度泛函理论计算总能量、电荷密度、分子和周期性固体的电子结构,进行几何优化和分子动力学模拟,用TDDFT(对分子)或GW近似(多体微扰理论)计算激发态。基组库基本覆盖元素周期表。网站地址为:http://www.abinit.org/,最新版本是v6.4。

SIESTA可用于分子和固体的电子结构计算和分子动力学模拟,使用标准的Kohn-Sham自恰密度泛函方法,结合局域密度近似或广义梯度近似,和完全非局域形式的模守恒赝势。基组是数值原子轨道线性组合(Linear Combination of Atornic Orbital,LCAO)。可在一般工作站上模拟几百个原子的体系,最新版本是3.0,网站地址为:http://www.icmab.es/si-esta/。

ADF是专门进行密度泛函计算的软件,包括ADF和BAND两部分。可进行单点计算、几何优化,计算过渡态、频率和热动力学特性,跟踪反应路径,理论预测化学催化过程,计算任意电子组态、激发能和极化率,用QM/MM(量子力学/分子力学)混合近似处理大体系环境。ADF使用的全部是Slater型基组。最新版本是2010.01,网站地址为:http://www.scm.com/。(www.daowen.com)

WIEN2K用密度泛函理论计算固体的电子结构。它基于键结构计算最准确的方案——完全势能(线性)缀加平面波(Linearised Augrnented Plane Wave,LAPW)和局域轨道(Lo-cal Orbital,LO)方法。特色在于图形用户界面和用户指南,友好的用户环境W2web可容易产生和修改输入文件。WIEN2k使用全电子方案,并考虑了相对论效应,在预测电子结构、化学键和做其他性质的计算比较准确。网站地址为:http://www.wien2k.at/。

CPMD密度泛函平面波赝势代码,利用了赝势、平面波基矢和密度泛函理论(DFT)对原子(分子)间作用力进行第一性原理的Car-Parrinello分子动力学计算。当前版本是3.13,网站地址为:http://www.cpmd.org/。

目前,为了解决计算模拟体系实际问题,多软件综合利用进行多尺度模拟越来越成为一种趋势。MAPS集中多款优秀的第三方材料设计软件诸如Abinit、NAMD、LAMMPS、MN-DO、Turbomole、Towhee和FHMixing等构建材料设计平台。同时需要配合一些常用的应用软件,如Windows系统下的Diamond、Crystal Maker、ChemOffice、Origin、VESTA、Matlab等,和Linux系统下的Xcrysden、xmgrace、lev00、gnuplot等实现计算结果的解析和图示,随所用软件不同而不同。自行编程来完成某些特殊要求的目标任务,是计算模拟所需的基本技能之一。

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