大家好,今天小编来为大家解答以下的问题,关于octopus是什么意思,从零开始学Octopus这个很多人还不知道,现在让我们一起来看看吧!
Octopus是密度泛函理论(density-functionaltheory,DFT)和含时密度泛函理论(time-dependentdensityfunctionaltheory,TDDFT)的一个免费(但很专业)的软件包。
Octopus是一个赝势(pseudopotential)实空间(real-space)的软件包,旨在模拟处于含时电磁场作用下的一维、二维和三维有限系统的电子-离子动力学过程。该软件基于Kohn-Sham框架的含时密度泛函理论(TDDFT)。所有物理量都在实空间的规则网格下展开,并开展实时(realtime)模拟。软件已被成功应用于多种物理系统的线性及非线性吸收谱(absorptionspectra)、谐振谱(harmonicspectra)、激光诱导分裂(laserinducedfragmentation)等等过程。关于DFT和TDDFT的基本原理可参考专业的TDDFT书籍,在此不再介绍。
实空间方法的优点是整个模拟过程简单直观。首先,诸如密度或波函数等物理量在实空间中可视化非常简单。进一步,该方法在1-,2-或3-维系统及不同边界条件下也相当易于进行数值实现。例如,我们不需要超胞(super-cell)也可研究有限体系、分子或团簇,只须简单地将距体系足够远处表面的波函数设置为零。同样地,在施加了合适的周期性边界条件后,有限体系、聚合物或体相材料(bulkmaterial)也能被加以研究。另外,在实空间方法下只有一个收敛参数——网格步长(grid-spacing),通过减小网格步长通常能有效改善计算结果。
不幸的是,实空间方法有一些缺点。例如,大多数实空间方法的实现不是变分的(variational),即我们可能找到一个低于真实能量的总能量,且如果我们减小网格间距能量实际上可以增加。此外,网格会中断平移对称性,并且还可以破坏系统可能具有的其他对称性,导致人为地消除了部分简并,或在光谱中出现杂散峰等。当然,所有这些问题都可以通过减少网格间距来最小化。
Octopus基于一个由GeorgeF.Bertsch和K.Yabana编写的用于团簇的定核(fixed-nucleus)实时动力学模拟的代码,以及一个由A.Rubio,X.Blase和S.G.Louie编写的实空间平面波(plane-wave)凝聚态(condensedmatter)代码。该代码后来被G.F.Bertsch,J.I.Iwata,A.Rubio和K.Yabana扩展到周期性系统。同时,对原始的团簇代码进行了重大重写,以处理绝大多数有限系统,并被命名为tddft。
这个版本被A.Castro(当时是A.Rubio的博士生)增强和美化,产生了相当冗长的15,000行Fortran90/77代码。2000年,M.Marques作为博士后加入了位于巴利亚多利德(Valladolid)的A.Rubio小组。由于必需在工作中使用tddft,并且认为自己可以比前辈们更好地构建代码,他与A.Castro一起开始对代码进行重大重写,完成了tddft的0.2版本。但是事情仍然不完美:由于他们对Fortran90的经验有限,并且由于这种语言本身的不足,代码的几个部分仍然显得笨拙臃肿。此外,在一个酒精之夜产生了将这个已经接近20,000行的代码进行GNU通用公共许可(GPL)授权的想法。因此,经过几周的疯狂编码后,Octopus诞生了。
经过多年的发展,现在Octupus的版本已经到了12.2。
用于基态计算的密度泛函理论(DFT)
LDA、GGA、Meta-GGA和OEP函数可通过libxc获得
用于处理响应的含时密度泛函(TDDFT)
通过时间传播:静态极化率、吸收光谱(单重态、三重态)
Sternheimer(频率相关)线性响应:
静态和动态电极化率(含共振响应)
静态和动态电第一超极化率(hyperpolarizabilities)(含共振响应)
静态磁化率(magneticsusceptibilities)
具有共线和非共线(noncollinear)的自旋动力学
文章到此结束,如果本次分享的octopus是什么意思和从零开始学Octopus的问题解决了您的问题,那么我们由衷的感到高兴!