Wien2k—量子化学软件

Wien2k 23—量子化学软件
软件试用 获取报价

软件简介

Wien2k是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）增广平面波((L)APW)+局域轨道(lo)方法。Wien2K更精确，因此预测电子结构，化学键比较准确，其他性质的计算也很精确。体系不大，可选Wien2k。在密度泛函中可以使用局域（自旋）密度近似(LDA)或广义梯度近似(GGA)。WIEN2k 是一种包含相对论效应的全电子方案，具有很多特点。

Wien2k软件功能

WIEN2k 由许多独立的 Fortran90 程序组成，这些程序通过 C-shell 脚本链接在一起。您可以使用任何 www 浏览器和 w2web界面运行 WIEN2k，当然更有经验的用户也可以从命令行运行 WIEN2k。

主要功能：
● 定义结构（cif 文件导入、空间群支持、对称检测）
● 初始化（半自动引导输入生成）
● 运行 scf-cycle（有/没有同时优化原子位置）
● 计算一些属性（w2web 中的“Guided Tasks”）
● 写一篇文章（w2web 还不支持，你必须自己做）

特征和计算属性
LDA、GGA、meta-GGA（libxc 接口）、LDA+U 和 EECE、轨道极化、Hybrid-DFT
中心或非中心对称单元（模式），内置所有 230 个空间群
自旋极化（铁磁或反铁磁结构）、自旋轨道耦合
sequential mode, k-parallel mode (without MPI, slow network with common NFS), massively parallel MPI mode (shared memory or Infiniband) 模式
能带和态密度
电子密度和自旋密度、X 射线结构因子、电势、STM 和 AFM 模拟
巴德斯的“分子中的原子”概念
总能量、力、平衡几何、结构优化、弹性常数、分子动力学
声子，具有与 K.Parlinski 的 PHONON或 A. Togos Phonopy程序的接口
电场梯度、异构体位移、超精细场、NMR 化学位移、NMR 奈特位移
X射线发射和吸收光谱，电子能量损失谱
光学特性
费米面

功能模块
● LAPWO:根据给定的电子密度来计算出势；
● LAPW1:计算本征值和波函数；
● LAPW2:根据LAPW1计算出的波函数来计算电子密度；
● LCORE:计算原子区域内的波函数和电子密度；
● MIXER:混合输入输出的是子密度。

图形用户界面和用户指南
用户友好的环境 W2web（“WIEN 到 WEB”）使为许多应用程序生成或调整输入变得容易。它还指导用户执行各种任务（例如电子密度、DOS 等）。
用户指南（155 页）（ps、pdf 和 html 版本）解释了所有基本步骤、输入和输出文件等。

与外部可视化程序的接口
“WIEN to WEB”的当前版本直接与可视化和渲染工具XCrysDen 交互。您可以渲染结构、绘制 2D 和 3D 电子密度图、生成 k 网格并可视化费米面。
另一个非常好的与 WIEN2k 接口的渲染程序是VESTA。
cif-Format：提供读写cif文件的接口程序。
XYZ 格式：读取 xyz 文件的接口程序可用。

版本更新

Wien2k版本 21 是一次重大更新。它包含Gavin Abo和其他几个人的 Github 页面上列出的所有错误修复和补丁:
● 原厂最近发表了一篇关于 WIEN2k 的评论论文，WIEN2k 的官方引用应该包括：
《WIEN2k: An APW+lo program for calculating the properties of solids.》 P. Blaha、K.Schwarz、F. Tran、R. Laskowski、GKH Madsen 和 LD Marks，J. Chem。物理。152、074101 (2020) 和《WIEN2k, An Augmented Plane Wave + Local Orbitals Program for Calculating Crystal Properties》（Karlheinz Schwarz，奥地利维也纳理工大学），2018 年。ISBN 3-9501031-1-2。 P. Blaha、K. Schwarz、GKH Madsen、D. Kvasnicka 、J. Luitz、R. Laskowski、F. Tran 和 LD Marks。
● OpenMP 并行化：这种并行化得到了进一步改进（特别感谢Pavel Ondracka）并且在现代多核 PC 上运行 WIEN2k 时非常有用。程序 dstart、3ddens、nlvdw、optic (new) 、lapw0/1/2/so/已经并行化并在此类 cpu 上高效运行。请注意，lapw1 的显着加速仅限于 4 个内核（由于使用 Intel 的 mkl 库的对角化的限制）。有关详细信息，请阅读用户指南的并行化章节。
● local mBJ (lmBJ)：使多层、表面和分子的 mBJ 潜力成为可能。它使用梯度 rho/rho 的折叠和一定宽度的高斯来计算“local-c(r)”。
● lapw2/lcore 中的动能 tau：从 grad |psi|*grad|psi| 直接计算 tau （不是通过 lapw0 中的 vresp 文件）。当使用额外的非局部势（如 -orb 或 -eece）时，数字上更准确并且是唯一正确的方法。
● mstar ：计算有效质量的新程序（感谢Oleg Rubel ）。另请参阅：O.Rubel 等人，计算机物理通信，261 (2021)，107648。
● 混音器： LDMarks 的新版本 10.8，应该会更快、更稳定。它还具有CONSTRAINTS下的新优化功能，用于查找过渡状态或鞍点几何形状。请阅读 SRC_mixer 或我们的教科书页面上的文档。
● optic：通过 OpenMP 并行化实现大规模加速。
● rendos：新程序计算一个“重新规范化”的 DOS，其中间质 DOS 被尽可能多地分解并添加到原子的部分 DOS 中。这允许更好地估计局部（未改变）与离域状态（如 TM 原子的 3d 与 4s PDOS）的 DOS。然后可以使用dosplot2 -ren绘制它（例如，参见M.Bagheri 和 P. Blaha, J. Electron Spectroscopy and Related Phenomena, 230 (2019), 1 - 9。
● optimize_abc_lapw：一个新脚本，用于查找 2D（六角形或四角形）或 3D（斜方晶系）情况下的平衡点阵参数，工作量相对较小。可以实现高度并行化。通过一个角度的外部循环（手动），现在甚至可以优化单斜晶格。
● 在 http://www.wien2k.at/reg_user/unsupported你可以找到 M. Jamal 的一个新工具，用于 2D 弹性常数 ( IRelast2D )
● 所有代码 SRC_*/*已将 cmplx(a,b) 更改为 dcmplx(a,b)，将 conjg 更改为 dconjg，并且通常已强制执行 gfortran（版本 10）兼容性。此外，我们已经放弃了 fftpack 和 FFTW2 支持，现在还需要 FFTW3 用于顺序代码。
● 所有 csh-shell 和 Python 脚本都已分别转换为 /bin/tcsh 和 Python 3。
● check_minimal_software.sh：检查 WIEN2k 的最低（和一些推荐）软件要求。它应该在使用 siteconfing_lapw 完成实际安装之前执行。

系统要求

该程序是用 FORTRAN90 编写的，可在几乎所有平台（从单个 Linux-PC 到高性能集群、IBM RS6000、SGI）的 Linux/Unix 下运行。
最高效的平台随时间变化很快，尽管我们预计未来最好的性价比也将是一些基于具有高内存带宽的英特尔架构的 Linux PC（英特尔 I7 架构或 Inter Xeons（更昂贵）；目前基准测试点击这里）。安装 Intel ifort 编译器 + Intels mkl-libarary (www.intel.com) 或使用 gfortran + openblas。
小型系统需要至少 1 GB 内存（每个晶胞约 10 个原子），大型系统需要更多内存。目前我们建议使用 2-4 GB 内存/内核和两倍交换空间的多核 CPU（不要忘记配置后者！）。我们在具有大内存 (16 GB) 的工作站上处理了每个单位单元多达 100 个原子的系统，在具有 64 - 1024 个内核和快速网络的集群上处理了超过 1000 个原子/单元。需要 1 GB（或大型情况下为 10-1000GB）的磁盘空间。
k 点并行化在 PC 集群（Gbit 网络就足够）上是可能的并且非常高效，前提是有一个通用的 NFS 文件系统可用并且登录（rsh 或 ssh）配置正确。
单个 k 点的细粒度并行化也是可用的。它需要快速通信（共享内存或快速网络（Infiniband），Gb 以太网还不够）、MPI、FFTW、ELPA（可选，但强烈推荐）和 Scalapack。为了使用所有选项（包括图形用户界面或 XCRYSDEN），必须在您的系统上安装以下公共领域软件包：xcrysden、tcsh、ghostview（+png 支持）、gnuplot（+png 支持）、pdf-reader、graphical www-browser (firefox)、Perl、python（2.7 或更高版本）、octave。
其他有用的（可选）软件包包括：VESTA、Wannier90、libxc、phonopy。

Wien2k 23—量子化学软件 软件试用 获取报价

软件简介

Wien2k软件功能

版本更新

系统要求

相关软件

Wien2k 23—量子化学软件
软件试用获取报价