ビッグDFT

ビッグDFT
開発者	バーゼル大学原子力委員会
安定版リリース	1.9.4
リポジトリ	gitlab .com /l _sim /bigdft-suite
入手可能な	フォートラン
ライセンス	GNU GPL v2
Webサイト	bigdft.org​

BigDFTは物理学者と化学者向けのフリーソフトウェアパッケージで、GNU General Public Licenseに基づいて配布されています。そのメインプログラムでは、擬ポテンシャルとウェーブレット基底を使用して、密度汎関数理論（DFT）内で電子と核（分子と周期的/結晶性固体）からなるシステムの総エネルギー、電荷密度、電子構造を計算することができます。^{[ 1 ]}

概要

BigDFTは、物質中の電子を記述するコーン・シャム方程式をDaubechiesウェーブレット基底関数系で展開し、自己無撞着な直接最小化法またはDavidson対角化法を用いてエネルギー最小値を決定することで、密度汎関数理論（DFT）を実装します。計算効率は、高速なショート畳み込みと擬ポテンシャルを用いて内殻電子を記述することで実現されます。全エネルギーに加えて、力と応力も計算されるため、構造最適化や第一原理分子動力学を実行することができます。

ドーブシーウェーブレット基底関数は、平面波基底関数と同様に直交する系統的基底関数であるが、異なる解像度レベルの適応メッシュを使用できるという大きな利点がある（多重解像度解析を参照）。補間スケーリング関数は、孤立系や面系などの異なる境界条件を持つポアソン方程式^{[ 2 ] [ 3 ]}を解く際にも用いられる。

BigDFTは、 CUDAとその後OpenCL言語 を使用したグラフィックス処理装置（GPU）^{[ 4 ]}の恩恵を受けた最初の超並列密度汎関数理論コードの1つでした。

ドーブシーウェーブレットはコンパクトなサポートを備えているため、ハミルトニアンの適用は局所的に行うことができ^{[ 5 ]、}従来のDFTソフトウェアの3次スケーリングの代わりに原子数の関数として線形スケーリングが可能になります。

参照

• 量子化学および固体物理学ソフトウェアのリスト

参考文献

1. Genovese, Luigi; Neelov, Alexey; Goedecker, Stefan; Deutsch, Thierry; Ghasemi, Seyed Alireza; Willand, Alexander; Caliste, Damien; Zilberberg, Oded; Rayson, Mark; Bergman, Anders; Schneider, Reinhold (2008-07-07). 「密度汎関数擬ポテンシャル計算のための基底関数としてのDaubechiesウェーブレット」. The Journal of Chemical Physics . 129 (1): 014109. arXiv : 0804.2583 . Bibcode : 2008JChPh.129a4109G . doi : 10.1063/1.2949547 . ISSN  0021-9606 . PMID  18624472 . S2CID  1308463。
2. Genovese, Luigi; Deutsch, Thierry; Neelov, Alexey; Goedecker, Stefan; Beylkin, Gregory (2006-08-21). 「自由境界条件におけるポアソン方程式の効率的解」. The Journal of Chemical Physics . 125 (7). AIP Publishing: 074105. arXiv : cond - mat/0605371 . Bibcode : 2006JChPh.125g4105G . doi : 10.1063/1.2335442 . ISSN 0021-9606 . PMID 16942320. S2CID 13918003 .   
3. Genovese, Luigi; Deutsch, Thierry; Goedecker, Stefan (2007-08-07). 「表面問題のための効率的かつ正確な3次元ポアソン分布ソルバー」. The Journal of Chemical Physics . 127 (5). AIP Publishing: 054704. arXiv : cond-mat/0703677 . Bibcode : 2007JChPh.127e4704G . doi : 10.1063 /1.2754685 . ISSN 0021-9606 . PMID 17688354. S2CID 13526036 .   
4. L. Genovese, M. Ospici, T. Deutsch, J.-F. Méhaut, A. Neelov, S. Goedecker (2009). 「ハイブリッドアーキテクチャにおけるマルチコアCPU-GPUハイブリッドアーキテクチャにおける密度汎関数理論計算」(PDF) . Journal of Chemical Physics . 131 034103 (3): 034103. arXiv : 0904.1543 . doi : 10.1063/1.3166140 . PMID 19624177.オリジナル(PDF)から2017年8月9日にアーカイブ. 2019年10月30日閲覧。 
5. Mohr, Stephan; Ratcliff, Laura E.; Boulanger, Paul; Genovese, Luigi; Caliste, Damien; Deutsch, Thierry; Goedecker, Stefan (2014-05-28). 「線形スケーリング密度汎関数理論のためのDaubechiesウェーブレット」. The Journal of Chemical Physics . 140 (20). AIP Publishing: 204110. arXiv : 1401.7441 . Bibcode : 2014JChPh.140t4110M . doi : 10.1063 /1.4871876 . ISSN 0021-9606 . PMID 24880269. S2CID 4619389 .   

外部リンク

• BigDFTウェブサイト