概述
ADF是世界上第一个 DFT 软件。ADF 擅长分子、团簇 DFT 相关的高精度密度泛函理论计算,包含最先进、最流行的相对论方法,计算分子能级、电子密度、谱学与非线性光学性质、偶极矩、极化率、介电常数,分析化学键,模拟化学反应、氧化还原电位、热力学性质,溶剂化效应等。
在零场劈裂、激发态辐射速率与寿命、系间窜跃等方面功能非常强大。独特的片段分析功能,广泛用于成键机理方面的研究,并包括G0W0、evGW、G3W2 等高精度方法精确计算分子解离能与亲和势。
主要功能
- 效率优势:
- 支持节点内、跨节点高效并行计算,对较大体系,千核并行也能达到非常高加速比
- 支持大体系计算,例如大体系吸收光谱
- 普通工作站,甚至台式机就可以计算几百原子的规模的TDDFT性质
- 方法优势:
- 精确相对论方法计算自旋-轨道耦合,擅长过渡金属、重元素体系,磷光与系间窜跃
- 限制性开壳层分子计算,及其 TDDFT 计算
- GW方法(支持自旋轨道耦合):(G0W0、evGW、G3W2)方法精确计算 IP 与 EA、GW-BSE 方法精确计算 S0-T1 能隙
- RPA近似:sigma-functional
- 泛函更新换代迅速(ADF 泛函列表),及时引入最新的重要泛函,例如 r2SCAN-3c、TASKxc、TASKCC、D4(EEQ) 色散修正等
- 高精度 STO 基组:对于重元素的电子轨道计算,其他基组很容易出现定性错误(例如轨道组分不正确),ADF 可靠性久经考验
- 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)
- QM/MM与多尺度方法
- 功能列表:
- 键合分析
- 分子轨道MO投影到碎片轨道SFO、SFO可视化
- 化学反应
- 谱学性质
- 电子激发: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(XANES、EXAFS、XPS),激发态辐射跃迁寿命,荧光发射谱,解析梯度的TDDFT+TB优化激发态结构,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,POLTDDFT方法快速计算Au、Ag团簇吸附小分子体系紫外可见吸收谱,QMMM、多尺度方法计算紫外可见吸收谱、COSMO溶剂化的TDDFT
- 系间窜越:磷光发射谱,SOCME估算系间窜跃,激发态间跃迁偶极矩,系间窜越速率、Franck-Condon因子、Huang-Rhys因子、GW-BSE 方法精确计算 S0-T1 能隙、自旋翻转跃迁
- 三重态零场劈裂ZFS
- 红外光谱、拉曼光谱、共振拉曼、表面增强拉曼光谱
- 核磁共振:闭壳层NMR、开壳层NMR、考虑自旋-自旋耦合的1H-NMR、NICS、芳香性
- 穆斯堡尔谱(教程):原子核处电子密度、Isomer shifts、quadrupole splitting
- 非线性光学:
- 电荷、电子密度分析:
- 电荷迁移性:
- 转移积分方法计算分子间载流子迁移(教程)
- 金属-配体电荷转移(MLCT)、激发态电荷转移描述符
- 片段结合引起电子密度迁移:差分电子密度(教程)
- 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、溶剂化自由能
- 磁学性质:磁化率、Verdet常数、旋转g张量、Spinor:Spin Magnetization Density