DFTfun_Matlab源代码：演示密度泛函理论及分子计算

资源摘要信息: "DFT的matlab源代码-DFTfun_A_density_functional_theory_solver:用于演示目的的密度泛函理论的Matlab实现" DFT（密度泛函理论）是量子化学和固体物理中用以计算多电子系统电子结构的一种理论方法。该理论将多体问题简化为只与电子密度有关的单体问题。DFT方法是基于Hohenberg-Kohn定理，后来由Kohn-Sham提出的形式化方案进一步发展。通过该理论，可以高效地计算出分子和固体材料的电子结构，从而预测其物理和化学性质。 Matlab作为一种高级数值计算环境和第四代编程语言，为DFT的实现提供了方便。Matlab中的DFT实现可以快速开发和测试算法，同时也便于分析和可视化计算结果。 本资源提供的DFTfun工具是一款针对学习和演示密度泛函理论的Matlab源代码。代码曾经在CodePlex上托管，由于Microsoft关闭了CodePlex，资源被转移到了新的位置。DFTfun为Hartree-Fock方法和仅使用X-alpha泛函的DFT提供了一个学习平台。通过阅读源代码中丰富的注释，读者可以更深入地理解DFT和Hartree-Fock算法的基本原理和实现细节。 该代码实现了使用用户自定义的高斯基集积分函数来计算涉及第二行和第三行原子的分子的相关属性。第二行和第三行原子包括一些重元素，如过渡金属，这在量子化学计算中具有特殊的重要性，因为这些元素通常具有复杂的电子结构。 DFTfun提供了提取和可视化分子轨道、电子密度和波函数等结果的功能。这些功能对于理解分子的电子分布和化学键特性是非常有用的。 对于那些对分子几何优化有兴趣的用户，作者在Chem-kit库中实现了BFGS（Broyden-Fletcher-Goldfarb-Shanno算法）和GDIIS（全局最小二乘共轭梯度法）优化器。这两个优化器是分子动力学模拟和分子结构优化中常用的算法，可以帮助研究人员在理论上预测分子结构的最低能量构型。 作者提到，HF（Hartree-Fock）级别的能量计算与高斯软件的结果能够保持一致。高斯软件是一个著名的计算化学软件包，广泛应用于量子化学计算。不过，由于作者使用的密度函数积分网格与高斯软件不同（作者的积分网格不会被截断且更为粗糙），所以DFT计算结果与高斯软件存在一些差异。 总的来说，本资源的发布对于学习和理解DFT及相关量子化学计算的初学者和研究者来说，是一个非常宝贵的资源。它不仅提供了源代码供学习和演示，还包含了从基础理论到实际计算的完整流程，有助于加深对量子化学计算方法的理解和应用。