DFT-LCAO:QuantumATK中的通用密度泛函理论计算引擎

Posted · Add Comment

      ATK-DFT-LCAO实现了赝势和原子轨道线性组合LCAO结合的第一性原理密度泛函理论电子结构计算方法,LCAO使用的数值原子轨道基组能够更方便地控制基组参数。ATK-DFT内置的模守恒赝势则涵盖了元素周期表中全部的元素。ATK-DFT实现了众多版本的局域密度近似(LDA)和广义梯度近似(GGA)的交换关联函数meta-GGA、DFT-1/2则可以准确、快速地计算半导体、绝缘体材料的带隙。ATK-DFT支持Hubbard+U模型(LSDA+U, SGGA+U),可以更好地处理强关联体系。

  • 基于LCAO的密度泛函理论(DFT)方法
  • 基于密度泛函理论(DFT)和原子轨道线性组合(LCAO)基组的计算引擎
  • 数值轨道基组
    • 数值轨道基组(SIESTA型),用户可以自行控制具体的基组参数
    • 包括非直接接触原子对以提高精度
    • 对多数元素优化过的基组:https://molmod.ugent.be/deltacodesdft
  • 模守恒 Troullier-Martins 赝势
    • FHI/SG15/PseudoDojo 势,用于周期表几乎全部元素,很多元素支持半芯势
    • PseudoDojo和SG15 势是全相对论的
  • 超过 300 种 LDA/GGA/MGGA 交换相关泛函(libXC)
  • 完全列表参见这里),包括
    • LDA:HL,PW,PZ,RPA,WIGNER,XA 等
    • GGA:BLYP,BP86,BPW91,PBE,PBES,PW91,RPBE,XLYP 等
  • 用于半导体和绝缘体精确带隙计算的方法
    • MetaGGA
    • DFT+1/2
    • 经验的“赝势投影算符移动”(Pseudopotential Projector Shift,PPS)方法(内含 Si 和 Ge 的参数)
  • 范德华力模型(DFT-D2 和 DFT-D3)
  • 非共线、限制性和非限制性的自旋极化计算
    • 适用于分子、固体、器件体系
  • 自旋-轨道耦合
  • Hubbard U 项( LDA 或 GGA),可以自旋区分
    • “Dual”,“on-site”,“shell-wise” 方法
  • Counterpoise 校正基组重叠误差(BSSE)
  • Ghost 原子(真空基组),更精确的描述表面和空隙
  • 虚晶近似(Virtual Crystal Approximation,VCA)
  • 解析计算力和张力
  • DFT-LCAO可以用于以下模型的计算:
    • 分子(Molecule)
    • 块体材料(Bulk)
    • 器件或界面体系(Device)
    • 表面体系(Suface)
  • DFT-LCAO可以进行各种计算:
    • 几何结构优化
    • 分子动力学计算
    • 结构、电子、光学等性质计算
    • NEB过渡态与反应路径搜索
    • 声子与热性质
    • 电声耦合

立即试用 QuantumATK!