ADF

概述

ADF是历史最悠久的模块，是世界上第一个DFT软件。 ADF擅长分子、团簇DFT计算。使用目前最先进的相对论方法，精确考虑自旋－轨道耦合效应，全面包含分子与团簇在第一性原理计算领域的常见功能。

主要功能

1. 效率：
   • 支持节点内、跨节点高效并行计算，对较大体系，128核甚至256核也能达到近乎线性的加速
   • 大体系计算，例如大体系吸收光谱
2. 方法：
   • 最先进的相对论方法，计算自旋－轨道耦合，因此对过渡金属、重元素体系、磷光与系间窜跃也非常擅长
   • 限制性开壳层分子计算（要求整数占据，自旋极化>0），及其TDDFT计算
   • GW方法（支持自旋轨道耦合）：G₀W₀、 eigenvalue-only self-consistent GW (evGW)、G₃W₂ 
   • RPA近似：sigma-functional
   • 泛函更新迅速，包含所有最新的重要泛函，例如SCAN、-D4(EEQ)色散修正泛函等
   • 高精度STO基组
3. 丰富的光谱性质、非线性光学、热力学、核磁共振
4. 丰富的分析方法：成键分析、电荷与电子密度分析
5. 功能列表：
   • 成键分析与化学反应：
     • 键级、键能、能量分解EDA、电荷分解CDA、化学价自然轨道ETS-NOCV（能量贡献T/V分析）
     • 分子轨道MO投影到碎片轨道SFO、SFO可视化
     • 通过Laplacian电子密度与键关键点区分化学键类型、DORI
     • 过渡态搜索、自动探索过渡态和局部能量最小值
   • 谱学性质：
     • 紫外可见吸收谱(非相对论方法、相对论动能修正、考虑自旋轨道耦合)，X射线吸收谱（XANES、EXAFS、XPS）、激发态的辐射跃迁寿命、磷光发射谱、荧光发射谱、SOCME估算系间窜跃、激发态间跃迁偶极矩、开壳层大体系杂化泛函计算激发态加速近似HDA
     • 考虑自旋轨道耦合的情况下计算ECD谱
     • 大体系高效紫外可见吸收谱、激发态结构计算方法：解析梯度的TDDFT+TB
     • qsGW+BSE 精确计算激发能（可考虑自旋轨道耦合）：G₀W₀-BSE, evGW-BSE, qsGW-BSE
     • OLED workflows 更多新工具（包括更精确的电子态、激发态性质，以及GPU加速的LAMMPS分子动力学）
     • 新的快速计算紫外可见吸收光谱的方法POLTDDFT
     • 考虑COSMO溶剂化的TDDFT
     • 红外光谱、拉曼光谱、表面增强拉曼光谱、AOResponse: 考虑旋轨耦合的极化率与Raman光谱
     • (开壳层)NMR化学位移（其他商业软件目前较难正确计算顺磁项）、NICS
     • VCD、MCD、ESR、EPR、零场劈裂ZFS、Frank-Condon谱
     • 极化率、原子核处电子密度
   • 非线性光学：
     • 超极化率、衰减一阶超极化率β、衰减二阶超极化率γ、零频β、光学矫正β、EOEP β、SHG β、零频γ、EFIOR γ、OKE γ、IDRI γ、EFISHG γ、THG γ、TPA γ
   • 多种特殊模型处理方法：
     • QTAIM与Conceptual DFT，Constrained DFT，FDE方法，收缩变分DFT（CV(n)-DFT）用于单重态-三重态激发的计算（该功能不像普通的TDDFT那样被电荷转移激发所困扰）、配体场DFT（LFDFT）（对 d → d和f → d电子转移的情况，令计算结果更可靠），基于LFDFT的ESR g-张量双峰、XMCD计算
     • DIM/QM(DRF梯度)
   • 电荷、电子密度分析：
     • 一般DFT方法、高精度GW方法计算电子亲和势EA、解离势IP
     • AIM（Bader）、NBO分析
     • Natural Population Analysis(NPA)、Mulliken（默认计算）、Hirshfeld（默认计算）、Voronoi形变电荷（默认计算）
     • ELF、（非共价作用）NCI、SEDD、基态差分电子密度、电子激发差分电子密度
   • 电荷迁移性：
     • 转移积分方法计算分子间载流子迁移性、
     • 金属－配体电荷转移（MLCT）、激发态电荷转移描述符
   • 溶剂化方法：
     • 隐式溶剂化COSMO、SCRF、3D-RISM、FDE
     • 显式溶剂化：QMMM、多尺度模拟
   • 范德华色散系数
   • 热力学性质：热容、Gibbs自由能、熵、焓等
   • 磁学性质：磁化率、Verdet常数、旋转g张量
   • ADF泛函列表

应用

• AMS知识库，阅读ADF最新应用案例
• 中文教程