ЗАВОЕВАНИЕ

Эта статья о программном обеспечении. Чтобы узнать о других значениях, см. завоевание (значения) .

CONQUEST — это (DFT) линейного масштабирования или O(N) . теории функционала плотности открытый исходный код электронной структуры Код предназначен для выполнения вычислений DFT в очень больших системах, содержащих многие тысячи атомов. Его можно использовать с различными уровнями точности: от жесткой привязки ab initio до полного DFT с точностью плоской волны . Он был применен для изучения трехмерных реконструкций, образованных Ge на Si(001) , содержащих более 20 000 атомов . Испытания национального суперкомпьютера Великобритании HECToR в 2009 году продемонстрировали способность кода выполнять расчеты основного состояния в системах, состоящих из более чем 1 000 000 атомов.

Методология

Вместо решения собственных состояний Кона-Шэма, как это делают обычные коды ДПФ, CONQUEST ищет одночастичную матрицу плотности: $\rho (\mathbf {r} ,\mathbf {r} ^{\prime })$. Чтобы сделать задачу вычислительно разрешимой, матрица плотности записывается в разделимой форме:
$\rho (\mathbf {r} ,\mathbf {r} ^{\prime })=\sum _{i\alpha j\beta }\phi _{i\alpha }(\mathbf {r} )K_{i\alpha j\beta }\phi _{j\beta }(\mathbf {r} ^{\prime })$,где $\phi _{i\alpha }(\mathbf {r} )$ является опорной функцией с центром на атоме i (с опорными функциями на том же атоме, обозначенными $\alpha$) и $K_{i\alpha j\beta }$ – матрица плотности в базисе опорных функций. Основное состояние находится в виде серии вложенных циклов:

• Минимизировать энергию по отношению к матрице плотности для фиксированной плотности заряда и опорных функций.
• Найдите самосогласование между плотностью заряда и потенциалом.
• Минимизировать энергию по отношению к вспомогательным функциям

Опорные функции ограничены сферами заданного радиуса обрезания, а матрица плотности обнуляется за пределами заданного диапазона: $K_{ij}=0,|\mathbf {R} _{i}-\mathbf {R} _{j}|>R_{c}$. Эти аппроксимации дают линейное масштабирование и по мере увеличения радиусов стремятся к точному результату.

Разработчики

CONQUEST совместно разработан факультетом физики и астрономии и центром нанотехнологий Лондонским Университетского колледжа Лондона в Великобритании и Центром вычислительных материаловедческих наук Национального института материаловедения , Цукуба, Япония. В Великобритании в команду разработчиков входят д-р Дэвид Боулер, д-р Вероника Браздова, профессор Майк Гиллан, д-р Эндрю Хорсфилд, г-н Алекс Сена, г-н Ляньхэн Тонг, г-н Джек Бейкер и г-н Шерейф Муджахед, которые являются члены Центра Томаса Янга ; в Японии в команду разработчиков входят доктор Цуёси Миядзаки, доктор Такахиса Оно, доктор Такао Оцука, доктор Милица Тодорович и доктор Антонио Торральба.

Предыдущими разработчиками были Ян Буш, Ратин Чоудхури, Крис Горинг и Эдуардо Эрнандес.

См. также

• Теория функционала плотности
• Компьютерные программы по квантовой химии

Внешние ссылки

• Официальный сайт КОНКВЕСТ
• Веб-сайт Национального института материаловедения
• Сайт Лондонского центра нанотехнологий