درآمدی بر محاسبات ماده چگال و معرفی بسته ها

P O U R I A

مدیر مهندسی شیمی مدیر تالار گفتگوی آزاد
مدیر تالار
  • درآمدی بر محاسبات ماده چگال و معرفی بسته ها
  • معرفی محاسبات هارتری فوک و نظریه تابعی چگالی
  • معرفی محاسبات مونت کارلوی کوانتمی
  • معرفی محاسبات دینامیک مولکولی
  • بسته های محاسبات DFT
  • بسته های محاسباتی دینامیک مولکولی کوانتمی
  • بسته های محاسباتی دینامیک مولکولی کلاسیکی
  • بسته های محاسباتی مونت کارلوی کوانتمی
  • شبهه پتانسیل های اتمی



در گستره علوم مربوط به ماده چگال سه نظریه را می­توان نام برد که بیشترین سهم را در محاسبات ابتدا به ساکن مسایل دارا بوده اند. این سه نظریه عبارتند از مونت کارلوی کوانتمی یا مونت کارلو، دینامیک مولوکولی و نظریه تابعی چگالی. در بازه دماهای پایین از نظریه تابعی چگالی و مونت کارلوی کوانتمی و دماهای بالاتر از دینامیک مولکولی در توصیف سیستمهای بس­ ذره­ ای استفاده می­شود. در این مقاله پس از معرفی اجمالی این سه نظریه، تعدادی از بسته های محاسباتی پرکاربرد مربوط به آنها و مختصری از ویژگیها و کاربردهای آنها را ارائه خواهیم کرد.



 

P O U R I A

مدیر مهندسی شیمی مدیر تالار گفتگوی آزاد
مدیر تالار
معرفی محاسبات هارتری فوک و نظریه تابعی چگالی

معرفی محاسبات هارتری فوک و نظریه تابعی چگالی



نظریه هارتری و هارتری فوک:
محاسبات مربوط به سیستمهای بس­زره­ای شامل دو بخش اصلی هستند. بخش اول مربوط به برهمکنش ذرات با یک میدان خارجی است که در حالت کلی بطور دقیق قابل حل می باشد. ولی بخش دوم که شامل برهمکنشهای بین خود ذرات می­باشد، از نظر تکنیکی غیر قابل حل و مشکل اصلی محاسبات بس­ذره­ای می­باشد.
در اغلب محاسبات ابتدا به ساکن ماده چگال مسئله برهمکنش یک ذره با تک تک ذرات دیگر را به برهمکنش یک ذره با پتانسیل موثر ناشی از ذرات دیگر تقلیل می­دهند. یعنی برهمکنش تعدادی ذره غیر برهمکنشی با پتانسیل خارجی و پتانسیل موثر ناشی از ذرات دیگر.
بطور خاص برای سیستم بس­الکترونی تحت پتانسیل خارجی یونی معادله شرودینگر برای یک الکترون به صورت زیر نوشته می­شود.
در این معادله
تابع موج الکترون n ام،
پتانسیل خارجی ناشی از یونها و
پتانسیل موثر ناشی از الکترونها هستند. روشهای متداول برای رسیدن به این تکنیک معمولا قسمتی از برهمکنش الکترون –الکترون را چشمپوشی و مابقی را به صورت میدان میانگین در پتانسیل موثر اعمال می­کنند.
اولین رهیافت توسط هارتری توسعه پیدا کرد. او برای
یک میانگینی از پتانسیل کولونی بین یک الکترون و الکترونهای دیگر سیستم موسوم به پتانسیل هارتری قرار داد. این مطلب را اینگونه می­توان تصور کرد که الکترونها در یک میدان میانگینی از الکترونهای دیگر حرکت می­کنند. این کار به دو دلیل تقریب است. در یک سیستم واقعی برهمکنشها به موقعیت مکانی الکترونها وابسته هستند. بنابراین وقتی برهمکنش را بصورت میانگین در نظر می­گیریم، بدون شک بعضی برهمکنشها را کمر یا بیشتر از مقدار واقعیشان در نظر گرفتیم. همچنین الکترونها فرمیون هستند و از اصل ترد پاولی و آمار فرمی پیروی می­کنند. این امر باعث افزایش برهمکنش موثر موسوم به برهمکنش تبادلی exchange interaction می­شود که در مدل هارتری اعمال نشده است. رهیافت هارتری سهم تبادلی exchenge و سهم همبستگی correlation را در نظر نگرفته است و پیش­بینی می­شود نتایج حاصل همخوانی لازم با مقادیر تجربی را نداشته باشند.
با اضافه کردن آمار فرمی به روش هارتری، رهیافت هارتری-فوک به وجود می­آید. در اینجا به دلیل پادمتقارن بودن تابع موج تحت جایگشت دو الکترون، پتانسیل موثر غیر موضعی است. در رهیافت هارتری-فوک سهم تبادلی بطور کامل لحاظ شده است اما در حالت کلی رهیافت هارتری-فوک همچنان یک تقریب باقی می­ماند زیرا سهم همبستگی در آن لحاظ نمی­شود.
با این وجود رهیافت هارتری-فوک در پیشرفت نظریه های کمی و بررسی ساختاری مولوکول­ها و جامد­ها سهیم بوده و به عنوان یک سکو برای ساخت نظریه ­های دقیق­تر مطرح می­باشد[1].

نظریه تابعی چگالی:
نظریه تابعی چگالی رهیافتی متفاوت نسبت به روشهای تابع موجی ذکر شده دارد. این نظریه علاوه بر اینکه یک نظریه دقیق برای برهمکنش الکترونهاست، یک نسخه عملی محاسباتی برای معادله تک الکترونی می­باشد.
این توانایی­ها باعث کسب نمودن جایزه نوبل سال 1998 برای والتر کوهن و جان شم، بوجود­ آورندگان این نظریه شد.
نظریه تابعی چگالی بر اساس دو اصل ساده استوار است.
· انرژی کل سیستم متشکل از الکترونها و هسته­ها، یک تابعی واحد از چگالی الکترونها است
· کمینه برازشی تابعی انرژی دقیقاً معادل انرژی حالت پایه است

شکل دیگر اصل اول را می­توان به این صورت بیان کرد که چگالی به طور یکتا پتانسیل اعمالی بر روی الکترونها را تعیین می­کند و بلعکس. توجه داشته باشید که این کار را تابعی چگالی انجانم می­دهد. و اصل دوم برازش تابعی انرژی بر حسب چگالی است. زیبایی DFT در استفاده از چگالی الکترون به جای تابع موج بس­ذره­ای است.
نظریه تابعی چگالی دو ایراد مهم دارد. اول آنکه به دلیل ناشناخته بودن سهم تبادلی- همبستگی انرژی که یک تابعی جهانی است، عملاً نتایج با تقریب بدست می­آیند. و دوم آنکه این نظریه فقط مقادیر مربوط به حالت پایه را محاسبه می­کند و شهود لازم را برای حالات برانگیخته ندارد[1].
استفاده از DFT در حالت جامد از دهه 70 به بعد عمومیت پیدا کرد و نتایج تجربی و محاسباتی همخوانی خوبی با هم داشتند. با این وجود تقریب­های تابعی تبادلی همبستگی DFT تا دهه 90 برای محاسبات شیمی به میزان لازم دقت پیدا نکرده بودند.
با وجود پیشرفتهای اخیر که در زمینه نظریه تابعی چگالی صورت پذیرفته است همچنان مشکلاتی در توصیف بعضی پدیده­ها وجود دارد. از این دست می­توان به توصیف اندرکنشهای بین ملکولی (به طور خاص نیروی واندروالس)، انتقال بار برانگیخته، حالتهای انتقالی، انرژی پتانسیل سطح­ها، سیستم­های برهمکنش قوی، محاسبه گپ در نیمه­هادی­هاو .... نام برد[2]. نتایج حاصل بعضی از این پدیده ها با اعمال تصحیحاتی مانند مدل هابارد یا تقریب GW و امثال اینها مقداری بهبود پیدا می­کنند ولی در حالت کلی برای دستیابی به دقتهای بالاتر نیاز به نظریه­های دقیق­تر مانند مونت کارلوی کوانتومی داریم.
 

P O U R I A

مدیر مهندسی شیمی مدیر تالار گفتگوی آزاد
مدیر تالار
معرفی محاسبات مونت کارلوی کوانتمی

معرفی محاسبات مونت کارلوی کوانتمی

[FONT=tahoma,arial,helvetica,sans-serif]بررسی خواص کوانتمی جامدات ۷۰ سال عمر دارد و معادلات آن به‌قدری پیچیده هستند که دیراک درمورد أن گفته پیچیده‌تر از آن هستند که بتوان حلشان کرد.[/FONT][FONT=tahoma,arial,helvetica,sans-serif][/FONT]
[FONT=tahoma,arial,helvetica,sans-serif]حل یک معادله 3N بعدی شرودینگر برای توصیف یک سیستم جامد N الکترونی برهمکنشی به نظر غیرممکن می‌آید ولی این دقیقاً کاری است که مونت کارلوی کوانتمی انجام می‌دهد. با استفاده از کامپیوترهای موازی می‌توانیم سیستمهای تناوبی تا بالاتر از ۱۰۰۰ الکترون که برای بررسی تعداد زیادی از خواص جامدها با دقت بالایی کافی است را شبیه سازی کنیم. امروزه مونت کارلوی کوانتمی یک ابزار بسیار قدرتمند و با‌ ارزش برای محاسبات خواص فیزیکی مواد می‌باشد.[/FONT]

عبارت مونت کارلوی کوانتمی به چندین تکنیک که بر اساس نمونه برداری تصادفی عمل میکند اطلاق میگردد. ساده‌ترین آن‌ها مونت کارلوی وردشی است variational Monte Carlo (VMC) است که از روش انتگرال تصادفیtochastic integration method برای محاسبه مقدار چشمداشتی تابع موج آزمایشی سیستم بس ذره ای استفاده می‌کند. برای یک سیستم با ۱۰۰۰ الکترون نیاز به یک انتگرال ۳۰۰۰ بعدی است که استفاده از انتگرال مونت کارلو بسیار مؤثر تر از روشهای انتگرال تربیعی نظیر روش سیپسونSimpson’s rule می باشد. اما اشکال VMC این است که دقت نتایج به دست آمده کاملاً به دقت تابع موج آزمایشی وابسته است. روش دیگر مونت کارلوی انتشاریdiffusion monte carlo (DMC) است که این محدودیت VMC را برطرف می کند. DMC با استفاده از projection technique مؤلفه های شروع تابع موج حالت پایه را افزایش می دهد. در این ۱۰ سال اخیر بطور واضح مشخص شد که VMC و DMC برای مقادیر چشمداشتی حالت پایه جامدهای با برهمکنش ضعیف بسیار دقیق است. همچنینVMC و DMC اطلاعاتی را در مورد حالت برانگیخته ارائه دادند البته نه طیف کامل آن‌ها را.

یک نمودار مسیر ولگشت (random walker)
همچنان که VMC و DMC در محاسبات مطالعه مدل پیوسته الکترون در جامد مورد استفاده قرار می‌گیرد روشهای دیگری را برای سیستم‌های دیگر مورد استفاده قرار می دهند. مونت کارلوی میدان کمکی Auxiliary-field Monte Carlo اغلب روی مدلهای هامیلتونی مانند مدل هابارد Hubbard و مونت کارلوی انتگرال مسیر روشهای مونت کارلوی کوانتمی هستند که برای برسی سیستمهای بوزونی مانند هلیوم مابع مورد استفاده قرار می گیرند. هر دو روش مونت کارلوی میدان کمکی و مونت کارلوی انتگرال مسیر در حالت کلی ظرفیت محاسبه سیستمهای الکترونی برهمکنشی در دمای محدود و شاید روزی جامد واقعی وجود دارد. اما در ادامه به توضیح VMC در دمای محدود و روشDMC خواهیم پرداخت.

به دلیل هزینه‌های زیاد VMC و DMC اکثر محاسبات خواص حالت پایه با دقت پایین‌تر بوسیله نظربه تابعی چگالی هوهنبرگ-کان-شم Kohn-Sham-Hohenberg density-functional theory و نظریه هارتری فوک Hartree-Fock Theoryانجام می پذیرد. علت کاهش هزینه‌های زمانی در این روشها جابجایی برهمکنش کولنی الکترون-الکترون با پتانسیل مؤثر تک الکترونی است. این کار باعث می‌شود معادله شرودینگر بس الکترونی قابل جداسازی شود و حل آن آسان شود. نظریه تابعی چگالی یک روش موفق و دامنه کاریرد آن از فیزیک حالت جامد و شیمی کوانتمی تا ژئوفیزیک و بیولوژی مولکولی گسترده شده و بسیار وسیع است.

با وجودی که نظریه تابعی چگالی از نظر مفهومی دقیق است ولی در عمل به دلیل مشخص نبودن شکل دقیق تابعی تبادلی همبستگی که معیین کننده حرکت الکترون است در محاسبات از تقریب استفاده می کند. در اغلب محاسبات تابعی چگالی از تقریب چگالی موضعی approximation local-density (LDA) یا تقریب گرادیانیGeneralized Gradiant Approximation (GGA) استفاده می‌کنند و در اکثر شرایط هم خوب جواب داده است. نواقص پیش رو غیر معمول هستند اما نشان داده شده است که تخمین پایین انتقال انرژی s-to-d در اتم فلزات انتقالی و مشکلات توصیف پیوند های واندروالس با استفاده از تکنیک QMC بطور موفق آمیزی حل شده است. همچنین مشکل بوجود آمده در مواد دارای تراز کوالانت s p با استفاده از QMC در مسأله خوشه های کربنی با موفقیت حل شده است. این عدم اطمینان از نتایج حاصل از نظریه تابعی چگالی در این خوشه ها حدود بودن قدرت پیشگویی تقریبهای موجود تابعی های انرژی تبادلی همبستگی را بوضوح نشان می دهد.
برهمکنش قوی الکترونی در ترازهای d و f منشأ اثرات ظریفی در جامدات می شود. مانند خاصیت انتقال غیرعادی حالت نرمال ابررسانا های دمای بالا و ظرفیت گرمایی بالای فرمیون های سنگین در دمای پایین. نظریه تابعی چگالی نظریه هارتری فوک و حتی اصلاحاتی مانند مدل هابارد نمی‌توانند اثرات برهمکنشی مذکور را توصیف کنند. ساده سازی هیچ گاه بدون هزینه نیست و اکثر تقریبهای مدلهای هامیلتونی مانند نظریه تابعی چگالی نظریه هارتری فوک بطور مشخص روی الکترونهای غیر وابسته است. از طرفی سهم الکترونهای غیر وابسته در انرژی کل بیش از ۹۹٪ است.


برای محاسبات شبیه سازی QMC زمان بیشتری نسبت به محاسبات نظریه تابعی چگالی و نظریه هارتری فوک نیاز است اما محاسبات به وسیله آن برای سیستمهای کوچک به دقت شیمیایی ( که به صورت kcal per mole 1 یا per molecule 0.04 eV تعریف می‌شود) می‌رسد. دقت شیمیایی برای پدیده‌هایی که پیامد نیروهای بین اتمی و واکنش‌های شیمیایی هستند کافی است اما به اندازه یک مرتبه اندازه از دقت لازم برای پدیده‌هایی مانند ابررسانایی کم است. ( خطای نظریه تابعی چگالی از مرتبه دهم eV و خطای مونت کارلوی کوانتمی از مرتبه صدم eV است در حالی که دقت لازم برای محاسبات ابررسانایی از مرتبه هزارمeV است) هزینه زمانی محاسبات QMC با توان ۳ تعداد الکترونها افزایش می‌یابد. و دلیل اصولی برای کاهش دقت در سیستم‌های بزرگ یافت نشده است. ریتم QMC برای پیاده‌سازی آسان است و همچنین برای محاسبات موازی بسیار مناسب است.
مونت کارلوی کوانتمی قابلیت خود را در زمینه‌های بسیاری به اثبات رسانده است. یکی از مثالهای آن شبیه سازی گاز الکترونی همگن توسطCeperley و Alder در سال ۱۹۸۰ بوده که با استفاده از آن تقریب چگالی موضعی LDAپارامتریزه شده که اغلب در نظریه تابعی چگالی مورد استفاده قرار می گیرد. پذیرش سریع این تقریب بر اساس QMCباعث رشد و قدرتمند شدن نظریه تابعی چگالی در طول این مدت شده است.​
 

P O U R I A

مدیر مهندسی شیمی مدیر تالار گفتگوی آزاد
مدیر تالار
معرفی محاسبات دینامیک مولکولی

معرفی محاسبات دینامیک مولکولی


[FONT=tahoma,arial,helvetica,sans-serif]دینامیک مولکولی MD شبیه سازی کامپیوتری حرکت فیزیکی مولکولها و اتمها است. در دینامیک مولکولی، اتمها و مولکولها اجازه پیدا می کنند در یک بازه زمانی با همدیگر تعامل و برهمکنش داشته باشند.در اکثر نسخه های کار شده دینامیک ملکولی، مسیر اتمها و ملکولها با استفاده از حل عددی معادلات حرکتی نیوتون برای سیستمهای ذرات برهمکنشی تحت میدان نیروی مکانیکی مولکولها، به دست می آید. این روش در دهه پنجاه و شصت میلادی به عنوان یک روش کاربردی در میان محققان مورد توجه قرار گرفت اما تا اواسط دهه نود در علوم مواد و بیومولکول بطور جدی مورد استفاده قرار نگرفت.[/FONT]

تصویر شبیه سازی شده یک ویروس توسط دینامیک مولکولی

به دلیل زیاد بودن تعداد ملکولها در سیستم های ملکولی، بررسی خواص آنها با استفاده از روشهای تحلیلی غیر ممکن می باشد. به همین دلیل از روشهای عددی برای این گونه محاسبات استفاده می کنند. البته محاسبات طولانی دینامیک مولکولی نتایج نامرغوبیill-conditioned را ایجاد می کند. در این مواقع با استفاده از روشهای کمیته سازی، الگریتمها و پارا متر های مناسب مقداری نتایج را بهبود می بخشند اما در حالت کلی نمی توان آنها را به طور کامل حذف کرد.
نتایج دینامیک مولکولی را می توان تحت شرایط ergodic hypothesis برای معین کردن خواص ترمودینامیک ماکروسکپی سیستمها مورد استفاده قرار داد. این شرایت عملا معادل بودن میانگین آنسامبل آماری و میانگین زمانی سیستم ها هستند. همچنین در طی این دورانها دینامیک مولکولی به عنوان " مکانیک آماری با استفاده از اعداد" statistical mechanics by numbers و "نگاه لاپلاسی مکانیک نیوتونی" Laplaces vision of Newtonian Mechanics نیز خوانده شده است.

http://en.wikipedia.org/wiki/Molecular_dynamics
[FONT=tahoma,arial,helvetica,sans-serif][/FONT]
[FONT=tahoma,arial,helvetica,sans-serif]​
[/FONT]​
[FONT=tahoma,arial,helvetica,sans-serif][/FONT]
[FONT=tahoma,arial,helvetica,sans-serif]​
[/FONT]​
[FONT=tahoma,arial,helvetica,sans-serif][/FONT]
[FONT=tahoma,arial,helvetica,sans-serif]

[FONT=tahoma,arial,helvetica,sans-serif][/FONT][/FONT]​
[FONT=tahoma,arial,helvetica,sans-serif]
[/FONT]
http://en.wikipedia.org/wiki/Molecular_dynamics[FONT=tahoma,arial,helvetica,sans-serif][/FONT][/FONT]​
[FONT=tahoma,arial,helvetica,sans-serif][/FONT]
 

P O U R I A

مدیر مهندسی شیمی مدیر تالار گفتگوی آزاد
مدیر تالار
بسته های محاسبات DFT

بسته های محاسبات DFT

بسته های با توابع اربیتالهای موضعی


SIESTA
این بسته با استفاده از پایه‌های عددی اتم محور numerical atom-centered (LCAO) که توابعی بسیار کلی و انعطاف­پذیر هستند نوشته شده است. همچنین از شبهه­پتانسیل­های بار پایسته در شکل کامل غیر موضعی (Kleinman-Bylander)استفاده و برای محاسبات ساختار الکترونی و دینامیک مولکولی ابتدا به ساکن نوشته شده است.

CRYSTAL – CSE
این بسته با استفاده از دو نظریه DFT و HF نوشته شده است. توابع موج این بسته بوسیله اوربیتالهای اتم محور گوسی(GTOs) بسط و پتانسیل آن تمام الکترون می باشد.

AIMPRO
این بسته با استفاده از روش توابع پایه گوسی و شبهه پتانسیل نوشته شده است. در این کد برای محاسبات ارتعاشی از روش (Musgrave-Pople) استفاده شده است.

FPLO
این بسته با استفاده از توابع پایه اوربیتالهای موضعی و پتانسیل کامل نوشته شده است. همچنین حالت تعریف شده برنامه تقریب چگالی موضعی اسپینی (LSDA) می­باشد.

OpenMX
GPL این بسته با استفاده از پایه‌های عددی اتم محور numerical atom-centered جایگزیده و شبهه پتانسیل­های بار پایسته نوشته شده است و برای محاسبات با ابعاد نانویی مناسب می­باشند.



بسته هایی که بصورت تمام الکترونی نوشته شده اند.

ELK
‫این بسته با استفاده از روش توابع موج تخت بهبود یافته LAPW و تمام الکترونی نوشته شده است. توابع موج آن با استفاده از بسط داده شده­اند. در این بسته حالت مغزه بوسیله معادله شعاعی دیراک نوشته شده است.

EXCITING
این بسته با استفاده از روش توابع موج تخت بهبود یافته LAPW و تمام الکترونی نوشته شده و روی خواص حالتهای برانگیخته تمرکز دارد (TDDFT, MBPT). همچنین برای تحقیقات مغزه اتم نیز بکار می­رود.

FLEUR
این بسته با استفاده از روش توابع موج تخت بهبود یافته LAPW و تمام الکترونی نوشته شده است.

RSPt
این بسته با استفاده از اربیتالهای خطی(linear muffin-tin orbital (LMTO و تمام الکترونی نوشته شده است.

WIEN2k
این بسته با استفاده از روش توابع موج تخت بهبود یافته LAPW و تمام الکترونی نوشته شده است.



بسته هایی که با استفاده از توابع موج تخت و توابع مرتبط با آن مانند real space, wavelet, etc نوشته شده است.

DoD Planewave
این بسته با استفاده از روش توابع موج تخت و شبهه پتانسیل نوشته شده است.

VASP
این بسته با استفاده از روش توابع موج تخت و شبهه پتانسیل های فوق نرم نوشته شده است. VASP یک بسته دینامیک مولوکولی کوانتم مکانیکی است.

CASTEP and CETEP
این بسته با استفاده از روش توابع موج تخت و شبهه پتانسیل نوشته شده است.

CPMD
این بسته با استفاده از روش توابع موج تخت و شبهه پتانسیل نوشته شده است. CPMD یک بسته دینامیک مولوکولی کوانتم مکانیکی است.

PARSEC
این بسته با استفاده از روش توابع موج تخت و شبهه پتانسیل نوشته شده است.


ABINIT
این بسته با استفاده از روش توابع موج تخت و wavelets و شبهه پتانسیل نوشته شده است. این بسته قابلیت محاسبه حالت­های برانگیخته با استفاده از نظریه بس­زره­ای اختلالی (تقریب GW و معادله Bethe-Salpeter( برای سیستم های تناوبی وTDDFT برای مولوکولها را دارد.­­

BigDFT
این بسته با استفاده از روش توابع تابعک wavelets و شبهه پتانسیل­های GTH و HGH نوشته شده است.

Quantum-Espresso (formerly Pwscf)
این بسته با استفاده از روش توابع موج تخت و شبهه پتانسیل نوشته شده است.

DACAPO
این بسته با استفاده از روش توابع موج تخت و شبهه پتانسیل های فوق نرم نوشته شده است.

Socorro
این بسته با استفاده از روش توابع موج تخت و شبهه پتانسیل های بار پایسته و PAW نوشته شده
 

P O U R I A

مدیر مهندسی شیمی مدیر تالار گفتگوی آزاد
مدیر تالار
بسته های محاسباتی دینامیک مولکولی کوانتمی

بسته های محاسباتی دینامیک مولکولی کوانتمی

Gaussian
این بسته با استفاده از نظریه تابعی چگالی وتوابع موج گوسی نوشته شده است.

NWChem
این بسته از نظریه های DFT ، HF TDDFT ، CIS و TDHF در محاسبات بیومولوکولی، نانو­ساختار و حالت جامد در حالتهای کوانتمی و کلاسیکی و یا ترکیبی از این دو انجام می دهد. همچنین قابلیت استفاده از هر دو نوع تابع موج تخت و گوسی را دارد.

Dmol[SUP]3[/SUP]
در این بسته از نظریه های DFT و TDDFT استفاده شده است و برای سیستمهای مولوکولی شامل بلورهای عایق و سطوح بکار برده می شود.

Jaguar

.............

GAMESS
در این بسته از نظریه DFT ، روشهای SCF و MDSCF و تکنیکهای موتنوعی از محاسبات POST-HF استفاده شده است.GAMESS یک بسته محاسباتی ابتدا به ساکن برای محاسبات الکترونی و مولکولی می­باشد.

QCHEM
در این بسته از نظریه DFT ، HF و روشهای برهمکنشی POST-HF استفاده شده است و مسایلی همچون ساختار مولوکولی، واکنشهای مولوکولی، ارتعاشات مولوکولی، طیف الکترونی، طیف NMR و ...... را مورد مطالعه قرار می­دهد.

NRLMOL
در این بسته از نظریه DFT ، توابع پایه گوسی و شبهه­پتانسیل PBE (defalt) استفاده شده است. این بسته قابلیت کمینه سازی ساختار، محاسبه فرکانسهای هارمونیک، مادون قرمز، طیف رامان، قطبش، چگالی حالات، ارتعاشات قطبشی و ..... را دارد.

MondoSCF
در این بسته از نظریه DFT ، HF و توابع پایه گوسی استفاده شده است.


ADF – SCM
در این بسته از نظریه DFT استفاده شده است و محاسبات مربوط به Spectroscopy، ساختار وا کنش، آنالیز شیمیایی عناصر سنگیت و فلرات واسطه، اثرات محیطی حلالها، پروتوینها و ........ را انجام می­دهد.

deMon
در این بسته از نظریه DFT و HF TDDFT استفاده شده و توابع پایه آن ترکیب خطی اوربیتالهای گوسی­گونه (LCGTO) می­باشند. محاسبه پتانسیل وردشی برازش داده شده کولمب، برسی هندسه کمینه سازی و حالت انتقال، شبیه سازی دینامیک مولوکولی، محاسبه قطبش، ابرقطبش، NMR، IR، RAMAN و داده­های ترمودینامیکی با استفاده از این کد انجام می­شود.

CADPAC - The Cambridge Analytic Derivatives Package
در این بسته از نظریه DFT و HF استفاده شده و توابع پایه آن ترکیب خطی اوربیتالهای گوسی­گونه (LCGTO) می­باشند. شبهه­پتانسیلها به دو نوع Hey-Wadt و Huzinaga هستند.

PYQUANTE
در این بسته از نظریه DFT و HF استفاده شده. این کد به سرعت کد هایی مانند MPQC، Gaussian، NWchem نیست ولی از این کدها ساده فهم­تر و آسان­تر است.

TURBOMOLE
در این بسته از نظریه DFT، HF، mp2، TDDFT و coupled cluster استفاده شده.
 

P O U R I A

مدیر مهندسی شیمی مدیر تالار گفتگوی آزاد
مدیر تالار
بسته های محاسباتی دینامیک مولکولی کلاسیکی

بسته های محاسباتی دینامیک مولکولی کلاسیکی

LAMMPS
LAMMPS یک بسته محاسباتی دینامیک مولوکولی کلاسیکی است و برای محاسبات مواد نرم مانند biomolecules, polymersو همچنین حالت جامد مانند metals, semiconductors مورد استفاده قرار می گیرد.

NAMD
NAMD یک بسته محاسباتی دینامیک مولوکولی کلاسیکی است و برای محاسبات سیستم‌های biomolecular بزرگ مورد استفاده قرار می گیرد.


AMBER
AMBER یک بسته محاسباتی دینامیک مولوکولی کلاسیکی است و برای محاسبات سیستم‌های biomolecular مورد استفاده قرار می‌گیرد

CPMD
CPMD یک بسته محاسباتی دینامیک مولوکولی کلاسیکی است و برای محاسبات سیستم‌های protein active sites و liquid-surface interactions و surface catalysts مورد استفاده قرار می‌گیرد
 

P O U R I A

مدیر مهندسی شیمی مدیر تالار گفتگوی آزاد
مدیر تالار
بسته های محاسباتی مونت کارلوی کوانتمی + شبهه پتانسیل های اتمی

بسته های محاسباتی مونت کارلوی کوانتمی + شبهه پتانسیل های اتمی

بسته های محاسباتی مونت کارلوی کوانتمی :http://www.tcm.phy.cam.ac.uk/~mdt26/casino2.html
CASINO
http://www.tcm.phy.cam.ac.uk/~mdt26/casino2.html ZORI ALPS CHAMP QmcBeaver QmcMol pi QMCPACK UPI QUMAX QWALK

[h=1]شبهه پتانسیل های اتمی :[/h]fhi98PP pseudopotential program
از این بسته برای ساخت شبهه پتانسیل هایی به فرم Hamann و Troullier/Martins برای بسته محاسباتی Quest که از توابع پایه گوسی شکل یافته استفاده می کنند.


OPIUM
از این بسته برای ساخت شبهه پتانسیل های بار پایسته Norm Conserving برای بسته های محاسباتی ABINIT PWSCF وCASTEP استفاده می شود.


APE - Atomic Pseudopotential Engine
از این بسته برای ساخت شبهه پتانسیل هایی به فرم Hamann و Troullier/Martins برای بسته محاسباتی SIESTA, Octopus, ABINIT و PWscf استفاده می کنند.

David Vanderbilt USPP
از این بسته برای ساخت شبهه پتانسیل هایی فوق نرم Ultra Soft برای بسته های محاسباتی CP CUSP CPMD DACAPO ABINIT PWSCF و CASTEP استفاده می شود.

ATOMPAW
از این بسته برای ساخت شبهه پتانسیل های projector-augmented wave (PAW) استفاده می کنند

Paolo Giannozzi's site for the ld1 program
از این بسته برای ساخت شبهه پتانسیل های بسته PWSCF استفاده می کنند.

Virtual Vault for PP
یک سایت مرجع برای ساخت شبهه پتانسیل
 

mrahmati

عضو جدید
LAMMPS
LAMMPS یک بسته محاسباتی دینامیک مولوکولی کلاسیکی است و برای محاسبات مواد نرم مانند biomolecules, polymersو همچنین حالت جامد مانند metals, semiconductors مورد استفاده قرار می گیرد.

NAMD
NAMD یک بسته محاسباتی دینامیک مولوکولی کلاسیکی است و برای محاسبات سیستم‌های biomolecular بزرگ مورد استفاده قرار می گیرد.


AMBER
AMBER یک بسته محاسباتی دینامیک مولوکولی کلاسیکی است و برای محاسبات سیستم‌های biomolecular مورد استفاده قرار می‌گیرد

CPMD
CPMD یک بسته محاسباتی دینامیک مولوکولی کلاسیکی است و برای محاسبات سیستم‌های protein active sites و liquid-surface interactions و surface catalysts مورد استفاده قرار می‌گیرد






وبلاگ زیر اطلاعات مناسبی در زمینه MD دارد
http://molecularsimulation.blogfa.com/
 

سیامک ترکاشون

متخصص مباحث اجرایی عمران
کاربر ممتاز
با سلام ودرود بسیار بر شما:
نمی دانم چگونه از این پست جامع وعالی تشکر کنم. مطالب بسیار جذاب وبخصوص طرح مجدد نظریات هارتری -فوک ومعادله شرودینگر هماره برای من یک سیوال بوده ومتاسفانه هم علیرغم اینکه تخصص من فیزیک وشیمی نیست ومطالعات من از سر علاقه شخصی است -هیچگاه نتوانستم قانع شوم :که چگالی که بنظر من(شخصی است وشما در رد یا تایید ان اختیار کامل دارید) یک تکاثف وغلظت اتمهای ماتریال جسم در واحد حجم ان است (هرچه تراکم وتکاثف ودر واقع غلظت وتوده شدنmass بیشتر ماده بنظر من چگالتر ) -در سرعتهای بسیار بالا (نور ونزدیک بدان) که ماتریال انقباض حجم می یابد(وضعیت حجم ماده در نسبیت وسرعت نور ودلیل نسبی بودن چگالی) - :1-ایا در ان سیستم ( ماتریال یا جسم یا اصلا اتمی از ان ) که مختصات : اینرسی و تغیرمکانی و زمانی وگرانش مربوط به خود دستگاه مقایسه که با سرعت خاص خود در نظر گرفته می شود -هنوز معادله شرودینگر بقوت خود باقی است؟. 2- در ان دستگاه خاص که ما در نظر گرفتیم ایا وضعیت نیر وهای واندر والسی و انرژی مکانیکی سیستم(Ep+Ec) میتواند بصورت انفرادی توسط عملکرد چگالی بر الکترونها در نظر گرفته شود.
جا دارد یکبار دیگر تشکر خود را از وجود چنین پست های پر بار در باشکاه مهندسان اعلام نمایم.
 
Similar threads
Thread starter عنوان تالار پاسخ ها تاریخ
ali hoseini تولید حالت جدید ماده توسط ناسا فیزیک نوین 1

Similar threads

بالا