VNL-ATK 2016 新版发布

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QuantumWise722日正式发布了2016新版,进一步提升了计算精度、并行效率;发布了全新的分子动力学框架;全新的单边电极的表面模型计算;发布了用于苹果电脑系统的Mac版;改进了License机制,更有效的安排计算。
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重要更新功能摘要

  • 新增基组和赝势(SG15:进一步提高 ATK-DFTGGA)计算的精确度
  • 电子声子耦合计算更快:原有代码提速约 10 倍,新增近似谱方法更快
  • 电子声子耦合计算支持非共线自旋与自旋轨道耦合
  • 迁移率计算可以得到更多性质Seebeck 系数、热导率、Hall系数以及Hall电导率张量
  • 多核k点并行默认打开:不用修改输入文件即可实现块体材料计算可以多至几百核并行
  • 改进输入脚本生成器(Scripter :更方便的实现更多的高级功能
  • 改进 MD/NEB/AKMC 框架:多级别并行,高度灵活的全新计算引擎代码
  • MD 计算中新的恒压器 Martyna-Tobias-Klein 恒压器)
  • 丰富新颖的作图方法
  • 表面结构模型(单电极模型):不需要片层(slab)模型,采用NEGF方法和物理上更合理的边界条件模拟真实表面
  • 超大规模体系10000+原子数)DFT计算基于 PEXSI 求解器实现
  • 新的k格点方案Gamma中心的偶数点;透射谱计算中采用规则的取点方式,并包含布里渊区边界
  • 新的 Hubbard+U 方法:按角动量设置赝势投影算符的能量移动(平面波代码中的类似方法)
  • Ozaki 平衡态积分环路:器件平衡态密度矩阵计算十分稳定,尤其是电子能级谱很深的时候
  • 输出冗繁度控制
  • Mac OS 版本

License

  • 要使用此版本需要 license 支持 16.02016版),请检查您的lic文件。
  • 已经购买了 2016 版本需要更换 license 的用户请与我们联系:sales@fermitech.com.cn
  • 需要购买新版的用户请与我们联系:sales@fermitech.com.cn

新版的说明文档和教程

  • 英文文档主站:http://docs.quantumwise.com/
    • 教程:http://docs.quantumwise.com/index.html
    • 说明文档:http://docs.quantumwise.com/index.html

下载最新版


注意

  • VNLATK 2016 不再支持 RedHat/CentOS 5.x 版本的 Linux 操作系统,最低版本要求为6.x

VNLATK的新功能详情

电子声子耦合tau_e_k

  • 电声耦合现支持非共线自旋与自旋轨道耦合计算
  • 代码优化,减少内存需求并提速约10
  • k点分辨生成能量分辨的散射速率,用于迁移率计算
    • 这是一个很小的近似,可以显著减少计算量和内存需求,测试结果如右图
  • 所有结果现都以张量形式给出(电导率、电阻率,迁移率等等)
  • 新的分析选项:Seebeck 系数,热导(因此,现在可以考虑电子声子耦合来计算热电品质因数 ZT),Hall 系数、Hall 迁移率张量233x58-images-stories-VNL-ATK_2016-tau_e.png
  • 新的非弹性散射谱(IETS)分析工具(参考计算实例的分析部分,现可以直接在图形界面中做到

总体性能提升296x216-images-stories-VNL-ATK_2016-parallel.png

  • 自动多核k点并行(2015 版可用,但使用困难):现为 ATK 计算的默认选项,k 点较少的体系支持几百核并行计算(见右图)
  • 改进 LabFloor 加载远程硬盘上计算 project 的性能
  • 多级别 MPI 并行支持
    • HTST 计算任务
    • Adaptive Kinetic Monte CarloAKMC)计算
    • DynamicalMatrix 计算
    • GlobalOptimization(晶体结构预测工具)
    • IVCurve
    • 例如,AKMC 三级并行(鞍点,k点与多核k点),DynamicalMatrix 计算也类似
  • 改进 NEGF 计算的环路积分的并行
  • 大大提速的全新的 NEB 计算实现方法
  • PEXSI 对角化求解器
    • 用于非常大的块体计算的 Order(N) 方法240x154-images-stories-VNL-ATK_2016-alh3.png
    • 也可用于等效块体(通常是器件计算的瓶颈)
    • 目前仅支持 Gamma 点计算与非自旋极化计算
    • 可以对 10,000+ 原子进行计算(基于SIESTA 的方法:http://arxiv.org/abs/1405.0194),但需要几百核并行
  • 同时优化原子受力和晶格张力,大大提高计算速度
  • 显著提高了 ATKClassical 的计算速度(比 2015 版快 2-10 倍)
    • 测试显示单机运行 ATKClassical LAMMPS 速度一样快(MPI 并行开发中)

新基组和赝势390x240-images-stories-VNL-ATK_2016-sg15_high.png

  • 全新的完整的 SG15 基组,支持 HBi 元素(除镧系元素)
    • Delta 测试显示精度 2meV 左右
    • 仅用于 GGA 计算
    • 很多半芯态
    • 全相对论近似
    • 比 OMX 和 HGH 更软
    • Medium/high/ultrahigh 精度设置
    • 更多 SG15 赝势信息:http://www.quantum-simulation.org/potentials/sg15_oncv/
  • OMX 基组也得到改进

离子动力学/分子动力学365x351-images-stories-VNL-ATK_2016-md.png

  • 全新的 ATK MD 框架
    • 所有恒温器和恒压器支持线性加热和冷却
    • 所有恒压器支持各向同性和各向异性的压力耦合和线性压缩
    • 所有 MD 方法的稳定性、灵活性和性能都得到了提升
    • MartynaTobiasKlein 恒压器(最新的算法)替换了 NPTMelchionna 方法
    • 修正了ASE MD中的部分错误
    • 可以实现更多灵活性,比如metadynamics
  • 全新 MD 和结构优化中的结构限制方法
    • XYZ 限制
    • MD 中固定质心
    • 设置目标应力的同时固定布拉维格子
    • 新的 MD 框架可以实现自定义结构限制(例如:使用简单力场作为限制)
  • 根据 NEB 反应路径的斜率快速估算HTST速率的指前因子
  • 在开始和结束计算时给出NEB路径两端没有优化好的警告
  • 新的 ATKClassical 经验势
    • MEAM:非常灵活的经验势类型,适用于金属和共价体系

单电极/表面结构365x286-images-stories-VNL-ATK_2016-1p.png

  • 全新的、革新性的计算方法,不使用 slab 近似模型进行表面计算,而是采用NEGF方法与真实的物理边界条件结合的方法
  • 与 slab 模型相比,计算材料表面时可以有更好的系统收敛性,更节约计算量
  • 表面格林函数的数值环路积分与 DFT 结合,与双电极器件模型类似,不过只有一个电极(基底)
  • 正确描述体相与表面、吸附分子之间的电荷转移(slab 模型中电荷转移会导致体相带电,从而改变费米能级)
  • 在表面上施加真实的偏压,不需要偶极校正,计算表面反应能垒时尤为重要
  • 应用例子
    • 功函数计算
    • 分子吸附
    • 多相催化
    • 表面反应(MD、NEB 计算)

      workfunctione-field


计算脚本生成器更新

  • 设置 MGGATB09 的 c 参数
  • 改进 Analysis from file 功能initial_spin
    • 可以读取 DynamicalMatrix 和 HamiltonianDerivatives 等其他量
    • 查询 NC 文件显示可用的对象 ID
  • 设置 Poisson 方程求解中的介电常数
  • 设置 checkpoint 文件和时间间隔
  • 新版结构限制编辑器
    • 可用于 DynamicalMatrix 计算
  • 更灵活的设置初始自旋
  • 设置并行等计算性能选项

计算作业管理更新

  • 连接远程服务器的诊断工具
  • 可以单独为每个计算作业在远程服务器上设置工作目录
  • 稳定性改进

VNL中的 3D 2D 作图功能更新

  • 动画和其他工具中自动将超出元胞的原子折叠回元胞viewer
  • 显示周期性重复的相同原子
  • Fuzz factor:控制原子间连键的显示与否
  • 三维中多个光源
  • 更好的二维数据图(采用 matplotlib)
  • 新的复数能带结构的 2D、3D 作图方式
  • 布里渊区显示
  • 新的三维空间数据渲染样式:voxel 模式、点云模式
  • 晶体多面体显示方式

polyhedra

polyhedra_with_atoms


其他代码支持插件

  • 新的 QuantumEspresso 输入文件生成插件platform
    • 同时新增部分结果可视化方法
  • VASP 输入文件生成插件更新
    • 设置结构限制
    • 预览 INCAR
    • 添加自定义 INCAR 行
  • 导入 LAMMPS 轨迹快至 20
  • MBNExplorer 导入导出
  • Cclib:导入多种量子化学代码的文件
  • Packmol:内嵌于 Builder 中,用于 MD 初始结构建模,可以将分子填充于一个晶胞内
  • PyMatGen:包含在安装包内qe_scripter

License 更新license_wizard

  • 在开始计算时获取整个计算作业所需 license,并一直保持到计算脚本完全结束才将license退还
  • 一个 N 个 MPI 进程并行的 NEB 计算作业现在仅需要 1 个 Master 和 N-1 个 slave(过去需要 M 个master,M 为 NEB images 的个数)
    • 规则同样适用于 AKMC、IVCurve 等高一级的并行计算
  • 添加X 参数以避免加载 NanoLanguage 模块快速启动
  • LMX Linux 版更新至 4.8.1
    • 修复了 license server 脚本的bug
  • 新的license设置过程,内置于 VNL 中
    • 用户设置向导,即使用户没有 license
    • 在 VNL 中随时重新设置
    • 更明显的选项,方便获取演示版 license
    • 更好的错误检查

平台更新

  • Mac OS 版本更新mac
  • 更好的支持 Unicode,现可以用中文命名计算 project
  • 不再支持 RedHat/CentOS 5
  • libXC 升级
  • 从 Qt4 升级至 Qt5

更多更新

  • 数据库功能支持直接在线查询 Crystallography Online Databasekpoints
  • Ozaki equilibrium contour:实现了器件计算中求算平衡密度矩阵的高度稳定计算,尤其是电子能级很深的情况
  • 输出冗繁度控制ATK计算过程中的输出信息情况
  • 新的k点网格
    • Gamma中心偶数 MonkhorstPack k点网格db1
    • 一般的k点网格平移
    • 电子或声子透射谱计算中使用规则的k点网格采样,包含布里渊区的边界
    • 也可以实现仅采样布里渊区的一个部分
  • 现可以得到完全 Hartree 势
    • 因此,“ElectrostaticDifferencePotential”改名为“HartreeDifferencePotential”(单位:eV)
    • ElectrostaticDifferencePotential 和 ElectrostaticPotential 可以计算(-1/e*HartreePotential,单位:V)
  • 新 Hubbard+U 方法,按角动量在赝势投影算符中添加能量移动(与平面波程序类似方法)verbosity
  • 结构类型的新的函数方法,如setCartesianCoordinates(用于移动原子)
  • DFTB 添加 Evac 关键字(与 Huckel 方法一样)
  • 所有关联泛函和基组现都可以用于 MGGA
  • 正二十面体建模工具
  • 极大的改进了物理量引擎
    • 避免错误,更灵活的标记方式
  • 可以使用不同的素单胞惯用单胞转换矩阵
    • UnitCell 格子也可用
  • VNL 崩溃错误信息 “crashlog”产生即弹出,给用户更清楚的出错信息
 
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