문어(softwaresoftware)

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문어는 Kohn-Sham 밀도 기능 이론(DFT)과 시간 의존적 밀도 기능 이론(TDDFT) 계산을 수행하기 위한 소프트웨어 패키지다.^[1]

문어는 유사성 및 실공간 수치 그리드를 사용하여 시간 변광성 전자기장의 영향을 받아 실시간으로 콘-샴 궤도를 전파한다.1차원, 2차원 및 3차원 시스템 시뮬레이션을 위한 특정 기능이 제공된다.문어는 정적 및 동적 편광성과 첫 번째 초극성, 정적 자기 감수성, 흡수 스펙트럼을 계산할 수 있으며, Ehrenfest 및 Car–Parrinello 방법으로 분자역학 시뮬레이션을 수행할 수 있다.

코드는 주로 포트란에서 작성되며, C와 Perl이 일부 있다.그것은 GPL로 발매된다.

최신 버전 11.2는 2021년 10월 18일에 출시되었다.

대상 문제

• 분자 또는 군집의 선형 광학(즉, 전자) 반응, 또한 2차 비선형 반응.
• 이온 및 전자 자유도를 모두 고려한 고전적인 고강도 전자기장에 대한 비선형 응답.
• 양자점처럼 차원성이 낮은 시스템의 지상 상태 및 흥분 상태 전자적 특성.
• 분자의 광 유도 반응(예: 광분해, 광분해 등)
• 가까운 장래에 이러한 절차를 하나 이상의 차원(폴리머, 슬래브, 나노튜브, 고체)에서 무한하고 주기적인 시스템 및 전자 운송에까지 확장한다.

이론적 근거

• 기본 이론은 DFT와 TDDFT이다.또한, 코드는 핵에 대한 고전적(즉, 점 입자) 근사치를 고려함으로써 역학을 수행할 수 있다.시스템이 에렌페스트 경로를 따라 진화하기 때문에 이러한 역학은 비아디아바틱일 수 있다.그러나 그것은 비열한 분야 접근법이다.
• TDDFT에 대해서는 다음과 같은 세 가지 접근법을 사용할 수 있다.
  • 지상 상태에서 흥분 상태로 전환하기 위한 흥분 에너지와 발진기 강도를 제공하는 카시다의 표준 TDDFT 기반 선형 반응 이론
  • 섭동 이론의 타당성 범위를 훨씬 넘어 큰 외부 전위를 사용할 수 있는 TDDFT 방정식의 명시적 시간 제안
  • 점유된 상태만을 사용하는 주파수 영역의 스턴하이머 방정식(밀도-기능 섭동 이론)

방법론

• 숫자 표현으로서, 코드는 기본 집합 없이 작동하며, 숫자 메시에 의존한다.그럼에도 불구하고, 필요한 경우 보조기초 세트(평면파, 원자 궤도)를 사용한다.최근 코드는 문제의 비균형성에 적응하는 불균형 그리드와 작업할 수 있는 가능성을 제공하며, 계산을 가속화하기 위해 다중 격자 기법을 사용할 수 있다.
• 대부분의 계산에서 코드는 다음 두 가지 유형의^[2] 유사성 사용에 의존한다.트룰리에 마르틴스,^[3] 그리고 하트비히센-고데커-허터.^[4]
• 표준 3차원에서 시스템을 처리할 수 있을 뿐만 아니라 2D 및 1D 모드도 이용할 수 있다.이것들은 예를 들어, 넓은 부류의 양자점을 특징짓는 2차원 전자 기체와 같은 연구에 유용하다.

기술적 측면

• 코드는 병렬 확장성을 강조하여 설계되었다.그 결과, 여러 작업 부서가 허용되며, 이는 메쉬 부서 소프트웨어, MPI 및 오픈을 사용한다.엠피
• 대부분의 코드의 언어는 포트란 90(현재 거의 50.000줄)이다.C 또는 Perl과 같은 다른 언어들도 사용된다.
• 이 패키지는 GNU General Public License(GPL)에 따라 라이센스가 부여된다.그 결과, 문어 웹페이지에서 누구나 사용, 검사, 수정이 가능하다.

참고 항목

• 양자화학컴퓨터프로그램

참조

외부 링크

• 옥토퍼스위키, 옥토퍼스 홈페이지