미네소타 함수

Minnesota functionals

미네소타 함수(Myz)는 고도로 매개변수화된 밀도 함수 이론(DFT)의 근사 교환 상관 에너지 함수 그룹입니다.그것들은 교수 그룹에 의해 개발되었다.미네소타 대학의 도널드 트루흘러 교수입니다.이러한 함수는 메타 GGA 근사치를 기반으로 한다. 즉, 운동 에너지 밀도에 의존하는 항을 포함하며, 모두 고품질 벤치마크 데이터베이스에서 매개변수화된 복잡한 함수 형식을 기반으로 한다.이러한 함수는 전통적인 양자 화학 및 고체 물리학 계산에 사용될 수 있습니다.Myz 함수는 양자 화학계에서 [1][2][3][4]널리 사용되고 테스트됩니다.

그러나 다양한 화학적 특성과 관련하여 미네소타 기능의 강도와 한계에 대한 독립적인 평가는 미네소타 [5][6][7][8][9]기능의 정확성에 의문을 제기한다.일부에서는 이 비판이 부당하다고 본다.때문에 미네소타 functionals 둘 다 main-group과transition-metal 화학을 위한 균형 설명을 목표로 하고 있는 잘 main-group 화학에 근무하는 functionals transi에 실패할까 이 견해에서는, 그 연구 미네소타 functionals 평가에만 main-group databases[5][6][7][8]수익률은 편견에 정보에 그의 공연에 기초하고.금속tion화학.

2017년 연구는 원자 [10]밀도에 대한 미네소타 기능의 저조한 성능을 부각시켰다.일부 다른 사람들은 원자 밀도(화학적으로 중요하지 않고 전하량이 높은 양이온 포함)에만 초점을 맞추는 것은 계산 화학에서 밀도 함수 이론의 실제 적용과 거의 관련이 없다고 주장하면서 이 비판을 반박했다.최근의 연구는 이러한 경우를 발견했다: 미네소타 함수(에너지 관련 양을 계산하기 위한 계산 화학에서 매우 인기 있는)의 경우, 원자 밀도와 에너지학에서의 오류는 실제로 분리되며 미네소타 함수들은 원자 [11]밀도보다 이원자 밀도에 대해 더 나은 성능을 발휘한다.이 연구는[11] 원자 밀도가 밀도 함수의 성능에 대한 정확한 판단을 산출하지 못한다고 결론지었다.미네소타 함수들은 또한 원자 [12]밀도보다 화학적으로 관련된 후쿠이 함수를 더 잘 재현하는 것으로 나타났다.

미네소타 함수들은 많은 인기 있는 양자 화학 컴퓨터 프로그램에서 사용할 수 있습니다.

기능 패밀리

미네소타 05

2005년에 발표된 미네소타 함수군의 첫 번째 제품군은 다음과 같이 구성되어 있습니다.

  • M05:[13] 28%의 HF 교환으로 글로벌 하이브리드 기능.
  • M05-2X[14] HF 교환 56%의 글로벌 하이브리드 기능

M05 함수군은 HF 교환 비율 외에도 22개의 추가 경험적 [14]매개변수를 포함합니다.경험적 원자분산 보정을 포함한 M05 형식의 범위 구분 함수 δM05-D가 차이와 [15]동료에 의해 보고되었다.

미네소타 06

06년 제품군은 05년 제품군에 비해 전반적으로[citation needed] 개선되었으며 다음과 같이 구성되어 있습니다.

  • M06-L:[16] 로컬 기능, 0% HF 교환.빠르고 전이 금속, 무기 및 유기 금속에 적합합니다.
  • revM06-L:[17] 로컬 기능, 0% HF 교환.M06-L은 보다 매끄러운 잠재적 에너지 곡선과 전체적인 정확도 향상을 위해 개정되었습니다.
  • M06:[18] 27%의 HF 교환을 통해 글로벌 하이브리드 기능 제공 하이브리드 기능.주요 그룹의 열화학 및 비공유 상호작용, 전이 금속 열화학 및 유기 금속을 대상으로 합니다.이것은 보통 06 기능[citation needed] 중 가장 다용도이며, 이 큰 적용 가능성 때문에 열화학이나 키네틱스 등 높은 비율의 HF 교환을 필요로 하는 특정 특성에서는 M06-2X보다 약간 더 나쁠 수 있습니다.
  • revM06:[19] 40.4%의 HF 교환으로 글로벌 하이브리드 기능.M06 및 M06-2X를 대체하는 주 그룹 화학, 전이 금속 화학 및 분자 구조 예측에 대한 광범위한 응용 분야를 대상으로 합니다.
  • M06-2X:[18] 54%의 HF 교환을 실현하는 글로벌 하이브리드 기능.주군 열화학, 동력학 및 비공유 [20]상호작용에 대한 06 관능 내 최고 성능이지만 전이 금속 열화학 및 유기 금속과 같이 다중 기준 종이 관련되거나 [20]관련될 수 있는 경우에는 사용할 수 없다.
  • M06-HF:[21] 100% HF 교환이 가능한 글로벌 하이브리드 기능.전하 전송 TD-DFT 및 자가 상호작용이 병적인 시스템을 대상으로 합니다.

M06 및 M06-2X 함수는 각각 35 및 32의 경험적으로 최적화된 파라미터를 교환 상관 [18]함수에 도입합니다.경험적 원자분산 보정을 포함한 M06 형식 「M06-D3」에 근거한 범위 구분 함수 「M06-D3」가 차이씨와 [22]동료로부터 보고되고 있다.

미네소타 08

2008년 제품군은 M06-2X의 기능 형태를 개선하기 위한 주요 목적으로 개발되었으며, 주요 그룹의 열화학, 동력학 및 비공유 상호작용에 대한 성능을 유지하였다.이 패밀리는 HF 교환 비율이 높은2개의 기능으로 구성되어 있으며, M06-2X와[citation needed] 같은 퍼포먼스를 발휘합니다.

  • M08-HX:[23] 52.23%의 HF 교환을 통한 글로벌 하이브리드 기능.주요 그룹의 열화학, 동력학 및 비공유 상호작용을 위한 것입니다.
  • M08-SO:[23] HF 교환률이 56.79%인 글로벌 하이브리드 기능.주요 그룹의 열화학, 동력학 및 비공유 상호작용을 위한 것입니다.

미네소타 11

11년식 제품군은 미네소타 기능에서 범위 분리를 도입하고 기능 형태와 훈련 데이터베이스에 수정을 가합니다.또, 이러한 변경에 의해서, 완전한 패밀리의 기능수는 4개(M06-L, M06, M06-2X, 및 M06-HF)에서 2개로 삭감됩니다.

  • M11-L:[24] 듀얼 레인지 DFT 교환을 통한 로컬 기능(0% HF 교환).고속, 전이 금속, 무기, 유기 금속 및 비공유 상호작용에 적합하고 M06-L보다 훨씬 개선된 것을 목적으로 합니다.
  • M11:[25] 단거리에서는 42.8%, 장거리에서는 100%의 HF 교환이 가능한 레인지 구분 하이브리드 기능.M06-2X에 필적하는 성능을 가진 주요 그룹의 열화학, 동력학 및 비공유 상호작용 및 M06-HF에 필적하는 성능을 가진 TD-DFT 애플리케이션을 위한 것이다.
  • revM11:[26] 단거리에서는 22.5%, 장거리에서는 100%의 HF 교환이 가능한 레인지 구분 하이브리드 기능.전자 들뜸에 대한 우수한 성능과 접지 상태 특성에 대한 전반적인 우수한 예측을 위해 고안되었습니다.

미네소타 12

12 패밀리는 비분리형(Non-separable[27], MN의 N) 함수 형태를 사용하여 화학 및 고체 물리학 애플리케이션 모두에서 균형 잡힌 성능을 제공합니다.구성 요소:

  • MN12-L:[28] 로컬 기능, 0% HF 교환.이 함수의 목적은 매우 다재다능하고 화학 및 고체 물리학 모두에서 에너지 및 구조적인 문제에 대해 우수한 계산 성능과 정확성을 제공하는 것이었다.
  • MN12-SX:[29] 스크리닝드 교환(SX) 하이브리드 기능.단거리에서는 25%, 장거리에서는 0%의 HF 교환.MN12-L은 매우 다재다능하고 화학 및 고체 물리학 모두에서 에너지 및 구조적 문제에 대해 로컬 및 글로벌 하이브리드 기능 사이의 중간 계산 비용으로 우수한 성능을 제공하도록 의도되었습니다.

미네소타 15

미네소타 가문에 새로 추가된 15가족입니다.12 패밀리와 마찬가지로 기능은 분리할 수 없는 형태를 기반으로 하지만 11 또는 12 패밀리와 달리 하이브리드 기능은 범위 분리를 사용하지 않습니다. M15는 11 이전 패밀리와 마찬가지로 글로벌 하이브리드입니다.15개의 패밀리는 2개의 기능으로 구성됩니다.

  • MN15,[30] HF 교환율이 44%인 글로벌 하이브리드.
  • MN15-L,[31] 0%의 HF 교환을 가진 로컬 기능.

미네소타 기능을 구현하는 주요 소프트웨어

패키지 M05 M05-2X M06-L revM06-L M06 M06-2X M06-HF M08-HX M08-SO M11-L M11 MN12-L MN12-SX MN15 MN15-L
ADF 네* 네* 네. 아니요. 네. 네. 네. 네* 네* 네* 네* 네* 네* 네* 네*
CPMD 네. 네. 네. 아니요. 네. 네. 네. 네. 네. 네. 네. 아니요. 아니요. 아니요. 아니요.
게임스(미국) 네. 네. 네. 아니요. 네. 네. 네. 네. 네. 네. 네. 네. 네. 네. 네.
가우스 16 네. 네. 네. 아니요. 네. 네. 네. 네. 네. 네. 네. 네. 네. 네. 네.
재규어 네. 네. 네. 아니요. 네. 네. 네. 네. 네. 네. 네. 네. 아니요. 네. 네.
libxc 네. 네. 네. 네. 네. 네. 네. 네. 네. 네. 네. 네. 네. 네. 네.
모리카스 네. 네. 네. 아니요. 네. 네. 네. 네. 네. 아니요. 아니요. 아니요. 아니요. 아니요. 아니요.
몰프로 네. 네. 네. 아니요. 네. 네. 네. 네. 네. 네. 아니요. 아니요. 아니요. 아니요. 아니요.
NWChem 네. 네. 네. 아니요. 네. 네. 네. 네. 네. 네. 네. 아니요. 아니요. 아니요. 아니요.
오르카 네* 네* 네. 네* 네. 네. 네* 네* 네* 네* 네* 네* 네* 네* 네*
PSI4 네* 네* 네* 아니요. 네* 네* 네* 네* 네* 네* 네* 네* 네* 네* 네*
Q-Chem 네. 네. 네. 네. 네. 네. 네. 네. 네. 네. 네. 네. 네. 아니요. 네.
퀀텀 에스프레소 아니요. 아니요. 네. 아니요. 아니요. 아니요. 아니요. 아니요. 아니요. 아니요. 아니요. 아니요. 아니요. 아니요. 아니요.
터보몰 네* 네* 네. 네* 네. 네. 네. 네* 네* 네* 네* 네* 네* 네* 네*
VASP 아니요. 아니요. 네. 아니요. 아니요. 아니요. 아니요. 아니요. 아니요. 아니요. 아니요. 아니요. 아니요. 아니요. 아니요.

* LibXC 사용.

레퍼런스

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