بسته آموزشی نرم افزار OPENMX

150,000تومان

پکیج آموزش کامل نرم افزار OpenMX به آموزش نظریه تابعی چگالی بر پایه نرم افزار OpenMX پرداخته شده است.  نرم افزار OpenMX بر پایه زبان C توسعه یافته و بسیار پر قدرت می باشد. امکان تحلیل خصوصیات الکترونیکی، مغناطیسی و ترابرد کوانتومی در انواع ساختارهای مواد را دارا می باشد.OpenMX  پکیج منبع باز برای تحلیل مواد است. یک بسته نرم افزاری برای شبیه سازی مواد نانو مقیاس بر اساس نظریه تابعی چگالی  (DFT) ، روش شبه پتانسیل و توابع پایه اتمی. روش ها و الگوریتم های مورد استفاده در OpenMX جهت برای تحقق ساختارهای بزرگ مقیاس طراحی شده بگونه ای که محاسبات ساختار الکترونیک بر روی کامپیوترهای موازی بر اساس MPI یا MPI / OpenMP و همپوشانی هیبریدیامکان پذیر است. اجرای کارآمد DFT ما را قادر می سازد تا ساختارهای الکترونیکی، مغناطیسی و هندسی از انواع وسیعی از مواد مانند مولکول های بیولوژیکی، مواد بر اساس کربن، مواد مغناطیسی و هادی های نانومقیاس را بررسی کنیم. سیستم های متشکل از 1000 اتم را می توان با استفاده از روش مختلف بررسی کرد.  این نرم افزار قادر است صدها هسته محاسباتی را در یک کامپیوتر موازی مورد استفاده قرار دهد. حتی محاسبات ساختار الکترونیک برای سیستم هایی که از بیش از 10000 اتم است با تقریب O (N) که در OpenMX اجرا می شود، به شرطی که چندین هزار هسته در کامپیوتر موازی در دسترس باشند. از آنجایی که بهینه سازی شبه پتانسیل ها و توابع پایه که به خوبی مورد آزمایش قرار گرفته اند، برای بسیاری از عناصر فراهم شده است، کاربران می توانند بدون نیاز به تهیه این داده ها خودشان محاسبات خود را سریع انجام دهند. ویژگی های قابل توجهی برای محاسبه خواص فیزیکی مانند خواص مغناطیسی، دی الکتریک و انتقال الکتریکی در این نرم افزار وجود دارد.  بنابراین ما انتظار می رود که OpenMX یک ابزار نظری مفید و قدرتمند برای علوم مواد نانو مقیاس باشد، که منجر به درک بهتر و عمیق تر مواد پیچیده و مفید بر اساس مکانیک کوانتومی می شود.

دسته:

توضیحات

نظریه تابعی چگالی چیست؟

نظریه کاربردی تابعی چگالی ( DFT ) یک روش مدلسازی مکانیکی کوانتومی محاسباتی است که در فیزیک ، شیمی و علوم مواد به منظور بررسی ساختار الکترونیکی(عمدتا حالت پایه ) بس ذره ای ، به ویژه اتمها، مولکولها و فازهای متراکم جامدات بلورین و … بکار می رود. است . با استفاده از این نظریه، خواص یک سیستم الکترونی بس ذره ای را می توان با استفاده از توابع مختلف ارائه شده بر حسب چگالی الکترونی تعیین کرد که در این مورد چگالی الکترونی دارای اهمیت ویژه ای است. از این رو نظریه کاربردی چگالی حالت ها  با استفاده از کارکردهای چگالی الکترون به دست می آی DFT  بطوریکه یکی از محبوب ترین و همه کاره ترین روش های موجود در فیزیک ماده چگال، فیزیک محاسباتی وشیمی محاسباتی است .نظریه تابعی چگالی در فیزیک حالت جامد از دهه ۱۹۷۰ به شکل گسترده ای مورد استفاده قرار گرفت و با بهبود تقریب های مورد استفاده دراز ۱۹۹۰ در شیمی کوانتومی نیز جایگاه ویژه ای برای خود ایجاد کرد. با ایجاد توابعی های گسترده معروف به تبادل و همبستگی هزینه محاسبات نسبت به مدل های مبتنی بر روش هارتری – فوک به شدت کاهش می یابد بطوریکه نتایج توافق مناسبی با تجربه دارند.با استفاده از نظریه تابعی چگالی میتوان ساختار الکترونی شامل چگالی حالتها، ساختار نواری ، چگالی الکترونی حالتهای پایه، گذارهای اپتیکی، خصوصیات مغناطیسی سیستم ها ، ویژگی های نیمه هادی ها خصوصیات شیمیایی مولکول ها، پروتین ها، داروها، بیومولکولها و غیره را مورد مطالعه قرار داد.

معرفی محصول

در پکیج آموزش کامل نرم افزار OpenMX به آموزش نظریه تابعی چگالی بر پایه نرم افزار OpenMX پرداخته شده است.  نرم افزار OpenMX بر پایه زبان C توسعه یافته و بسیار پر قدرت می باشد. امکان تحلیل خصوصیات الکترونیکی، مغناطیسی و ترابرد کوانتومی در انواع ساختارهای مواد را دارا می باشد.OpenMX  پکیج منبع باز برای تحلیل مواد است. یک بسته نرم افزاری برای شبیه سازی مواد نانو مقیاس بر اساس نظریه تابعی چگالی  (DFT) ، روش شبه پتانسیل و توابع پایه اتمی. روش ها و الگوریتم های مورد استفاده در OpenMX جهت برای تحقق ساختارهای بزرگ مقیاس طراحی شده بگونه ای که محاسبات ساختار الکترونیک بر روی کامپیوترهای موازی بر اساس MPI یا MPI / OpenMP و همپوشانی هیبریدیامکان پذیر است. اجرای کارآمد DFT ما را قادر می سازد تا ساختارهای الکترونیکی، مغناطیسی و هندسی از انواع وسیعی از مواد مانند مولکول های بیولوژیکی، مواد بر اساس کربن، مواد مغناطیسی و هادی های نانومقیاس را بررسی کنیم. سیستم های متشکل از ۱۰۰۰ اتم را می توان با استفاده از روش مختلف بررسی کرد.  این نرم افزار قادر است صدها هسته محاسباتی را در یک کامپیوتر موازی مورد استفاده قرار دهد. حتی محاسبات ساختار الکترونیک برای سیستم هایی که از بیش از ۱۰۰۰۰ اتم است با تقریب O (N) که در OpenMX اجرا می شود، به شرطی که چندین هزار هسته در کامپیوتر موازی در دسترس باشند. از آنجایی که بهینه سازی شبه پتانسیل ها و توابع پایه که به خوبی مورد آزمایش قرار گرفته اند، برای بسیاری از عناصر فراهم شده است، کاربران می توانند بدون نیاز به تهیه این داده ها خودشان محاسبات خود را سریع انجام دهند. ویژگی های قابل توجهی برای محاسبه خواص فیزیکی مانند خواص مغناطیسی، دی الکتریک و انتقال الکتریکی در این نرم افزار وجود دارد.  بنابراین ما انتظار می رود که OpenMX یک ابزار نظری مفید و قدرتمند برای علوم مواد نانو مقیاس باشد، که منجر به درک بهتر و عمیق تر مواد پیچیده و مفید بر اساس مکانیک کوانتومی می شود. توسعه OpenMX توسط گروه Ozaki در سال ۲۰۰۰ آغاز شده است و از آن به بعد بسیاری از توسعه دهندگان برای توسعه بیشتر بسته های منبع باز کمک کرده اند. توزیع بسته برنامه و کد منبع با مجوز عمومی GNU (GPL) ، و از http://www.openmx-square.org/ قابل دانلود هستند

ویژگی ها و قابلیت های OpenMX Ver. ۳.۸ در زیر ذکر شده است:

  • total energy and forces by cluster, band, O(N), and low-order scaling methods
  • local density approximation (LDA, LSDA) and generalized gradient approximation (GGA) to the exchange-correlation potential
  • LDA+U methods
  • norm-conserving pseudopotentials
  • variationally optimized pseudo-atomic basis functions
  • fully and scalar relativistic treatment within pseudopotential scheme
  • non-collinear DFT
  • constraint DFT for non-collinear spin and orbital orientation
  • macroscopic polarization by Berry’s phase
  • divide-conquer (DC) method and Krylov subspace method for O(N) eigenvalue solver
  • parallel eigensolver by ELPA
  • simple, RMM-DIIS , GR-Pulay , Kerker , RMM-DIIS with Kerker’s metric , and RMM-DIIS for Hamiltonian matrix charge mixing schemes
  • exchange coupling parameter
  • effective screening medium (ESM) method
  • scanning tunneling microscope (STM) simulation
  • DFT-D2 and DFT-D3 method for vdW interaction
  • unfolding method for band structures
  • nudged elastic band (NEB) method
  • charge doping
  • uniform electric field
  • orbitally decomposed total energy
  • fully and constrained geometry optimization
  • fully and constrained variable cell optimization
  • electric transport calculations by a non-equilibrium Green’s function (NEGF) method
  • construction of maximally localized Wannier functions
  • NVE ensemble molecular dynamics
  • NVT ensemble molecular dynamics by a velocity scaling and the Nose-Hoover methods
  • Mulliken, Voronoi, and ESP fitting analysis of charge and spin densities
  • natural population analysis
  • analysis of wave functions and electron (spin) densities
  • dispersion analysis by the band calculation
  • density of states (DOS) and projected DOS
  • flexible data format for the input
  • Interface to XCrySDen for visualizing data such as charge density
  • completely dynamic memory allocation
  • parallel execution by Message Passing Interface (MPI)
  • parallel execution by OpenMP
  • useful user interface for developers

روش های DFT collinear و non collinear (NC) به ترتیب شامل شبه پتانسیل های اسکالر و کاملا نسبیتی هستند. محدودیت NC-DFT نیز برای کنترل چرخش مغناطیسی پشتیبانی می شود. این روش ها برای بررسی ساختارهای مغناطیسی پیچیده NC و اثر جفت شدگی اسپین-اوربیت مفید خواهد بود. تعویض کردن محاسبات معمولی توسط یک الگوریتم موازی مبتنی بر ELPA و ScaLAPACK انجام می شود.

لیست سرفصل ها ی اموزش داده شده:

* آموزش مبانی نظریه تابعی چگالی، تعاریف و مقدمات کار

*آموزش نصب و راه اندازی نرمافزار openMX

*روشهای پردازش موازی

* آموزش ساخت فایل ورودی برای مطالعه ساختارهای مواد

*بررسی ساختارهای مولکولی

*بررسی ساختارهای بلوری

*بهینه سازی ساختارهای و روش های optimization

*تعیین خصوصیات الکترونیکی شامل چگالی حاتها و ساختار نواری

*تعیین خصوصیات مغناطیسی مواد

*بدست آوردن توابع موج و تعیین حالت پایه سیستم

*مطالعه بار و تعیین قطبش های درون ساختاری

* بررسی چگالی اسپینی و بار

* تحلیل و ترسیم داده ها

پیشنیاز:

**جهت دریافت و درک صحیح مطالب میتوانید محصولات زیر را تهیه نمایید:

  • فیزیک جامدات (اتم، مولکول و بلورها) اصول و مبانی
  • آموزش لینوکس (از مقدماتی تا پیشرفته)

پیشنیاز

 

 

QR Code

QR Code
0
آیا نیاز به راهنمایی دارید؟ با واتساپ گفتگو کنید