카스텝
CASTEP | |
| 개발자 | 카스텝 개발자 그룹 |
|---|---|
| 안정적 해제 | 20.1 / 2019년 12월 31일; 전 |
| 리포지토리 | |
| 기록 위치 | OpenMP 및 MPI가 포함된 Fortran 2003 |
| 운영 체제 | Linux, MacOS, Windows |
| 유형 | 밀도 기능 이론(시뮬레이션) |
| 면허증 | 학술(전세계) / 상업 |
| 웹사이트 | www |
CASTEP(원래 CAmbridge Serial Total Energy Package에서 유래)은 1차 원리에서 결정체 고형분, 표면, 분자, 액체, 비정형 물질의 전자적 특성을 계산하기 위해 평면파 기반의 밀도 기능 이론을 사용하는 공유 소스 학술 및 상업용 소프트웨어 패키지다.CASTEP은 전자 구성의 다양한 파생 특성 계산뿐만 아니라 암시적 대칭과 기하학적 제약조건이 있는 기하학적 최적화와 유한 온도 분자 역학을 허용한다.비록 CASTEP은 원래 포트란 77 기반의 연속 프로그램이었지만, 1999년부터 2001년까지 요크 대학, 더럼, 세인트 앤드루스, 캠브리지, 러더포드 연구소의 연구원들이 병렬 컴퓨터에 사용하기 위해 포트란 95와 MPI를 사용하여 완전히 새롭게 디자인되고 다시 작성되었다.
역사
CASTEP은 1980년대 후반과 1990년대 초에 케임브리지 캐번디시 연구소의 TCM 그룹에서 만들어졌다.[1]당시는 포트란77에 쓰여진 학칙이었다.1990년대 중반, 캠브리지 대학이 로열티의 몫을 받는 협정으로 Molecular Mimulation International(이 회사는 나중에 Accelries에 의해, 바이오비아에 의해 차례로 매입되었다)에 그것을 라이선스함으로써 상업화되었고, 개발의 상당 부분이 원래의 학술적 저자들과 함께 남아 있었다.그리고 나서 코드는 현대적인 포트란의 특징을 활용하고 코드 전반에 걸쳐 병렬화를 가능하게 하며 소프트웨어 지속 가능성을 개선하기 위해 1999-2001년부터 완전히 재설계되었다.이쯤 되면 연간 매출이 1백만 파운드를 넘어섰다.[2]그것의 상업화에도 불구하고, CASTEP과 그것의 소스 코드는 영국 학자들에게 자유로워졌다.
2019년에는 무료 학술 면허가 (영국 학계뿐만 아니라) 전 세계적인 학술적 사용으로 확대되었다.[3]상용 사용자들은 바이오비아의 머티리얼스튜디오 패키지의 일부로 CASTEP을 구매할 수 있다.[4]
이론과 근사
다체 파동함수에서 출발하여 핵 및 전자 좌표(본-오펜하이머 근사치)에 관하여 부차적 근사치가 이루어진다.이 코드는 또한 주기적인 시스템의 파동 기능이 세포 주기적 인자와 위상 인자를 가지고 있다는 것을 의미하는 Bloch의 정리를 사용한다.위상 계수는 평면 파동으로 표현된다.Bloch의 Organy의 사용으로부터, 세포 주기 인자와 위상 인자에 대해서는 평면 파장의 파동 기능을 쓰는 것이 이상적이다.이로부터 기본 함수는 직교하며 실제 공간에서 상호적 공간으로 푸리에 변환을 수행하는 것이 쉽고 그 반대의 경우도 쉽다.빠른 푸리에 변환은 쿨롱 에너지에 대한 에발트 합계 방법과 마찬가지로 CASTEP 코드 전반에 걸쳐 사용된다.평면파 및 반복적 대각화 방법(결합 그라데이션 또는 차단된 Davidson 알고리즘을 통한)과 함께 유사성은 계산의 계산 비용을 줄이기 위해 CASTEP 코드에 필수적이다.유사 전위는 원자핵과 핵심 전자를 유효 숫자 전위로 대체한다.
지오메트리 최적화
CASTEP은 몇 가지 다른 방법으로 시스템의 원자 기하학을 최적화할 수 있다.기본값은 BFGS로, Hesian 매트릭스에 대한 근사치가 연속적인 전자 최소화 단계에 걸쳐 작성되고 각각에서 검색 방향을 찾는 데 사용된다.감쇠된 분자 역학도 파장 기능 외삽으로 인해 종종 빠르고, 때로는 BFGS보다 더 빠르게 수렴할 수 있다.그러나 비선형 이온 구속조건의 가능성 때문에 감쇠된 MD가 BFGS보다 가장 자주 선택된다.다른 대안은 감쇠된 MD와 거의 동일한 접근방식을 취하지만 약간 다른 방법론에 기초하는 Fire scheme이다.
참고 항목
참조
- ^ TCM의 웹 사이트, 기록 섹션
- ^ CASTEP "Cambridge Enterprise Annual Review 2009"의 발전 2016년 8월 8일 회수
- ^ 2021년 10월 9일 "학업 면허" 회수
- ^ "Geting CASTEP" 2016년 8월 8일 회수
