BigDFT es un paquete de software gratuito para físicos y químicos , distribuido bajo la Licencia Pública General GNU , cuyo programa principal permite conocer la energía total , la densidad de carga y la estructura electrónica de sistemas compuestos por electrones y núcleos ( moléculas y sólidos periódicos / cristalinos ). calculado dentro de la teoría funcional de la densidad (DFT), utilizando pseudopotenciales y una base de ondículas . [1]
Desarrollador (es) | Commissariat à l'énergie atomique , Universidad de Basilea |
---|---|
Lanzamiento estable | 1.8.3 |
Repositorio | |
Disponible en | Fortran |
Licencia | GNU GPL v2 |
Sitio web | bigdft |
Descripción general
BigDFT implementa la teoría funcional de la densidad (DFT) resolviendo las ecuaciones de Kohn-Sham que describen los electrones en un material, expandidos en un conjunto de bases de ondas de Daubechies y usando métodos de minimización directa autoconsistente o de diagonalización de Davidson para determinar el mínimo de energía. La eficiencia computacional se logra mediante el uso de convoluciones cortas y rápidas y pseudopotenciales para describir los electrones del núcleo. Además de la energía total, también se calculan las fuerzas y tensiones para que se puedan realizar optimizaciones geométricas y dinámica molecular ab initio.
Los conjuntos de bases de ondas de Daubechies son un conjunto de bases sistemáticas ortogonales como conjunto de bases de ondas planas, pero tienen la gran ventaja de permitir mallas adaptadas con diferentes niveles de resolución (ver análisis de múltiples resoluciones ). Las funciones de escala de interpolación también se utilizan para resolver la ecuación de Poisson [2] [3] con diferentes condiciones de contorno como sistemas aislados o de superficie.
BigDFT fue uno de los primeros códigos de teoría funcional de densidad masivamente paralela que se beneficiaron de las unidades de procesamiento de gráficos (GPU) [4] utilizando CUDA y luego los lenguajes OpenCL .
Debido a que las ondas de Daubechies tienen un soporte compacto, la aplicación hamiltoniana se puede hacer localmente [5] lo que permite tener una escala lineal en función del número de átomos en lugar de una escala cúbica para el software DFT tradicional.
Ver también
- Lista de software de química cuántica y física del estado sólido
Referencias
- ^ Genovese, Luigi; Neelov, Alexey; Goedecker, Stefan; Deutsch, Thierry; Ghasemi, Seyed Alireza; Willand, Alexander; Caliste, Damien; Zilberberg, Oded; Rayson, Mark; Bergman, Anders; Schneider, Reinhold (7 de julio de 2008). "Ondas de Daubechies como base para cálculos de pseudopotenciales funcionales de densidad". La Revista de Física Química . 129 (1): 014109. arXiv : 0804.2583 . Código bibliográfico : 2008JChPh.129a4109G . doi : 10.1063 / 1.2949547 . ISSN 0021-9606 . PMID 18624472 .
- ^ Genovese, Luigi; Deutsch, Thierry; Neelov, Alexey; Goedecker, Stefan; Beylkin, Gregory (21 de agosto de 2006). "Solución eficiente de la ecuación de Poisson con condiciones de contorno libre". La Revista de Física Química . Publicación AIP. 125 (7): 074105. arXiv : cond-mat / 0605371 . Código Bibliográfico : 2006JChPh.125g4105G . doi : 10.1063 / 1.2335442 . ISSN 0021-9606 . PMID 16942320 .
- ^ Genovese, Luigi; Deutsch, Thierry; Goedecker, Stefan (7 de agosto de 2007). "Solucionador de Poisson tridimensional eficiente y preciso para problemas de superficie". La Revista de Física Química . Publicación AIP. 127 (5): 054704. arXiv : cond-mat / 0703677 . Código Bibliográfico : 2007JChPh.127e4704G . doi : 10.1063 / 1.2754685 . ISSN 0021-9606 . PMID 17688354 .
- ^ L. Genovese, M. Ospici, T. Deutsch, J.-F. Méhaut, A. Neelov, S. Goedecker (2009). "Cálculo de la teoría funcional de la densidad en arquitecturas híbridas CPU-GPU de muchos núcleos en arquitectura híbrida" (PDF) . Revista de Física Química . 131 034103 (3): 034103. arXiv : 0904.1543 . doi : 10.1063 / 1.3166140 . PMID 19624177 .CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )
- ^ Mohr, Stephan; Ratcliff, Laura E .; Boulanger, Paul; Genovese, Luigi; Caliste, Damien; Deutsch, Thierry; Goedecker, Stefan (28 de mayo de 2014). "Ondas de Daubechies para teoría funcional de densidad de escala lineal". La Revista de Física Química . Publicación AIP. 140 (20): 204110. arXiv : 1401.7441 . Código Bibliográfico : 2014JChPh.140t4110M . doi : 10.1063 / 1.4871876 . ISSN 0021-9606 . PMID 24880269 .
enlaces externos
- Sitio web de BigDFT