使用Quantum ESPRESSO进行基础计算
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更新于2024-07-18
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"如何使用QE进行简单计算"
量子ESPRESSO(Quantum ESPRESSO)是一个开源软件包,专门用于进行第一性原理的材料建模和计算。它基于密度泛函理论(DFT),广泛应用于凝聚态物理、材料科学以及化学等领域,用于研究原子系统的基态性质、能量优化以及结构动力学等。该软件包提供了计算材料电子结构和性质的工具,包括分子动力学、几何优化、能带结构计算等。
1. 关于量子ESPRESSO(Quantum ESPRESSO)分布:
量子ESPRESSO是www.quantum-espresso.org网站上发布的一个计算物理和材料科学软件套件。这个软件包由P. Giannozzi等研究人员开发,旨在提供一个高效、可扩展的平台,用于模拟各种材料的电子结构和动力学行为。
2. 名称“Quantum ESPRESSO”的含义:
“Quantum ESPRESSO”这个名字代表了其核心功能,即通过高效的算法和并行化处理,实现快速而精确的量子力学计算,类似于在咖啡馆享用快速服务(ESPRESSO)一样,快速获取计算结果。
3. 许可证与组织结构:
量子ESPRESSO遵循GNU General Public License(GPL)进行分发,允许用户自由使用、修改和重新分发代码。软件包的组织结构清晰,包含了多个子程序,如WANNIER90用于生成最大局域化 wannier 函数,Pwcond用于计算电导,WanT用于相干输运,Xspectra用于计算X射线近边吸收光谱,GIPAW则用于计算电子顺磁共振(EPR)和核磁共振(NMR)的化学位移。
4. 主要功能:
- 基态总能量计算:这是材料科学中最基础的计算之一,用于确定系统的最低能量状态,通常涉及自洽场迭代。
- 原子结构优化:通过最小化势能面来找到最稳定的原子排列,这涉及到原子坐标和单元参数的调整。
- 分子动力学:模拟系统随时间的动态行为,例如热运动或化学反应过程。
- 能带结构计算:揭示材料的电子结构,预测其电学和光学性质。
- 最大局域化Wannier函数:用于研究材料的拓扑性质和电子关联效应。
5. 扩展功能与未来发展方向:
除了上述功能,量子ESPRESSO还在不断扩展,即将支持如GW方法(GWW)进行更精确的带结构计算,以及时间依赖的密度泛函理论(TD-DFT)研究光诱导的电子过程。
通过量子ESPRESSO,科学家和工程师能够深入理解材料的微观行为,从而设计新的功能材料和设备。学习和掌握量子ESPRESSO的使用,对于进行材料的模拟研究具有至关重要的作用。
2023-04-04 上传
2023-06-09 上传
2023-05-05 上传
2023-06-09 上传
2023-04-04 上传
2023-06-12 上传
2023-03-30 上传
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