1 siesta
背景介绍：(Spanish Initiative for Electronic Simulations with Thousands ofAtoms)是一种实现电子结构计算和第一性原理分子动力学模拟的程序，同时也是一种实现的方法。软件主要由剑桥大学地球科学系Emilio教授、西 班牙马德里Autónoma大学的Soler与其他大学的研究人员共同开发的。SIESTA最早于1997年发布SIESTA 0.8版本，分别经历了SIESTA 0.9、SIESTA1.1、SIESTA1.3, 现在最新的版本是SIESTA2.0，它于2006年开发完成的。
软件功能：SIESTA用于分子和固体的电子结构计算和分子动力学模拟。SIESTA使用标准的Kohn-Sham自恰密度泛函方法，结合局域密度近似 (LDA-LSD)或广义梯度近似(GGA)。计算使用完全非局域形式(Kleinman-Bylander)的标准守恒赝势。基组是数值原子轨道的线性 组合(LCAO)。它允许任意个角动量，多个zeta，极化和截断轨道。计算中把电子波函和密度投影到实空间网格中，以计算Hartree和XC势，及其 矩阵元素。除了标准的Rayleigh-Ritz本征态方法以外，程序还允许使用占据轨道的局域化线性组合。使得计算时间和内存随原子数线性标度，因而可 以在一般的工作站上模拟几百个原子的体系。程序用Fortran 90编写，可以动态分配内存，因此当要计算的问题尺寸发生改变时，无需重新编译。程序可以编译为串行和并行模式。
软件主要有以下功能:
l 总能量和部分能量
l 原子力
l 应力张量
l 电偶极矩
l 原子，轨道和键分析 (Mulliken)
l 电子密度
l 几何松弛，固定或者改变晶胞
l 常温分子动力学
l 可变晶胞动力学 (Parrinello-Rahman)
l 自旋极化计算（共线或者非共线）
l BZ区的k-取样
l 态的局域和轨道投影密度
l 能带结构
l 通过过滤或移到原子格点的方法平滑“蛋箱效应”
l HF和混和泛函
l 用多格点方法对溶剂中的分子计算Poisson-Boltzman方程
l 其它的线性标度方法
l 增强的MD历史框架
Siesta 3.0新增功能：
- 功能增強：TranSiesta功能；主程序模块化；计算COOP/COHP/PDOS曲线的新程序，用于化学分析；优化基组、赝势的工具程序；新的过滤流程，用于减少蛋箱结构的影响。
- 新的工具：新版本denchar；新的检查蛋箱脚本；赝势文件解释器；加入新的STM-图像代码；Python、Matlab、Octave语言的脚本工具。
- 新的功能：更灵活的产生基组选项；正确处理带电表面；Ordejon-Mauri线性标度泛函支持奇数电子；PBEsol和Wu-Cohen泛函；优化的增强；新的分子力学框架，包括Grimme型vdW；任意k点。
2 vasp
VASP是使用赝势和平面波基组，进行从头量子力学分子动力学计算的软件包，它基于CASTEP 1989版开发。VAMP/VASP中的方法基于有限温度下的局域密度近似（用自由能作为变量）以及对每一MD步骤用有效矩阵对角方案和有效Pulay混 合求解瞬时电子基态。这些技术可以避免原始的Car-Parrinello方法存在的一切问题，而后者是基于电子、离子运动方程同时积分的方法。离子和电 子的相互作用超缓Vanderbilt赝势(US-PP)或投影扩充波(PAW)方法描述。两种技术都可以相当程度地减少过渡金属或第一行元素的每个原子 所必需的平面波数量。力与张量可以用VAMP/VASP很容易地计算，用于把原子衰减到其瞬时基态中。
功能
一、VASP程序的亮点：
1、VASP使用PAW方法或超软赝势，因此基组尺寸非常小，描述体材料一般需要每原子不超过100个平面波，大多数情况下甚至每原子50个平面波就能得到可靠结果。
2、在平面波程序中，某些部分代码的执行是三次标度。在VASP中，三次标度部分的前因子足可忽略，导致关于体系尺寸的高效标度。因此可以在实空间求解势的非局域贡献，并使正交化的次数最少。当体系具有大约2000个电子能带时，三次标度部分与其它部分可比，因此VASP可用于直到4000个价电子的体系。
3、VASP使用传统的自洽场循环计算电子基态。这一方案与数值方法组合会实现有效、稳定、快速的Kohn-Sham方程自洽求解方案。程序使用的迭代矩阵对角化方案（RMM-DISS和分块Davidson）可能是目前最快的方案。
4、VASP包含全功能的对称性代码，可以自动确定任意构型的对称性。
5、对称性代码还用于设定Monkhorst-Pack特殊点，可以有效计算体材料和对称的团簇。Brillouin区的积分使用模糊方法或四面体方法。四面体方法可以用Blhl校正去掉线性四面体方法的二次误差，实现更快的k点收敛速度。
二、VASP 5.2的新功能：
1、大规模并行计算需要较少的内存。
2、加入新的梯度校正泛函AM05和PBEsol；用标准PBE POTCAR文件提供新泛函；改善了单中心处理。
3、离子位置和格矢中加入有限差分，从而得到二阶导，用于计算原子间力常数和声子（需要超晶胞近似），和弹性常数。计算中自动考虑对称性。
4、离子位置和静电场中加入线性响应，从而得到二阶导，用于计算原子间力常数和声子（需要超晶胞近似），Born有效电荷张量，静态介电张量（电子和离子贡献），内应变张量，压电张量（电子和离子贡献）。线性响应只能用于局域和半局域泛函。
5、精确的非局域交换和杂化泛函：Hartree-Fock方法；杂化泛函，特别是PBE0和HSE06；屏蔽交换；（实验性的）简单模型势GW-COHSEX，用于经验的屏蔽交换内核；（实验性的）杂化泛函B3LYP。
6、通过本征态求和计算含频介电张量：使用粒子无关近似，或通过GW的随机相近似。可用于局域，半局域，杂化泛函，屏蔽交换，和Hartree-Fock。
7、完全含频GW，速度达到等离子极点模型：单发G0W0；在G和W中迭代本征矢直至自洽；（实验性的）迭代G（也可以选W）本征矢的自洽GW；（实验性的）对相关能使用RPA近似的GW总能量；用LDA计算G和W的顶点校正（局域场效应），仅能用于非自旋极化的情况；（实验性的）W的多体顶点校正，仅能用于非自旋极化的情况。
3 wien2k
中文介绍
英文介绍
功能
1、计算固体特性。
2、键能和态密度，电子密度和自旋密度，X射线结构因子，Baders的“分子中的原子”概念，总能量，力，平衡结构，结构优化，分子动力学，电场梯度，异构体位移，超精细场，自旋极化（铁磁性和反铁磁性结构），自旋-轨道耦合，X射线发射和吸收谱，电子能量损失谱计算固体的光学特性。
3、费米表面。
4、LDA，GGA，meta-GGA，LDA+U，轨道极化。
5、中心对称和非中心对称晶格，内置230个空间群。
6、图形用户界面和用户指南。
7、友好的用户环境W2web (WIEN to WEB)可以很容易的产生和修改输入文件
8、帮助用户执行各种任务（如电子密度，态密度等。
4 PWSCF
官方主页:http://www.quantum-espresso.org/
简介
1、PWscf：电子结构，结构优化，分子动力学，振动特性和介电特性。
2、FPMD：Car-Parrinello可变晶胞的分子动力学程序。它基于R. Car和M. Parrinello的原始代码。
3、CP：Car-Parrinello可变晶胞的分子动力学程序。它基于R. Car和M. Parrinello的原始代码。
4、PWgui：产生PWscf输入文件的图形用户界面。
5、atomic：用于原子计算和产生赝势。
功能
一、基态计算：
1、自洽场总能量，力，和张量。
2、使用迭代对角技术，阻尼动力学，和共轭梯度进行能量最小化。
3、Kohn-Sham轨道。
4、Gamma点，k点取样，各种展宽技术（Fermi-Dirac，Gaussian，Methfessel-Paxton，Marzari-Vanderbilt）。
5、模守恒赝势和超软赝势，PAW。
6、交换关联泛函：LDA，GGA（PW91，PBE，B88-P86，BLYP），meta-GGA，精确交换泛函，杂化泛函。
7、LDA+U。
8、Berry相极化。
9、自旋轨道耦合和非共线磁性。
10、最大局域化函数。
二、响应特性（密度泛函微扰理论）：
1、声子频率，以及任意波矢的本征矢。
2、完全声子色散，实空间的原子间力常数。
3、平移和转动的声音求和规则。
4、有效电荷和色散张量。
5、电-声相互作用。
6、三阶非谐声子寿命。
7、红外和Raman交叉部分。
8、EPR和NMR化学位移。
三、从头分子动力学：
1、Car-Parrinello分子动力学。
2、Born-Oppenheimer分子动力学。
四、结构优化：
1、使用准牛顿BFGS条件的GDIIS。
2、阻尼动力学。
3、离子共轭梯度最小化。
4、投影速度Verlet算法。
5、过渡态和能量最小化。
6、Born-Oppenheimer NEB。
7、Born-Oppenheimer弦动力学。
5 frophon
官网：http://fropho.sourceforge.net/
fropho calculates phonon in crystal, which is based on Parlinski-Li-Kawazoe method. Information of forces acting on atoms when an atom is displaced is required as input information. Convenient tools for the VASP code are prepared. The development of fropho is going to be replaced by phonopy. phonopy has the interface to the VASP-DFPT force-constants.
Function:
Phonon band structure
Phonon DOS (Vibrational spectra)
Thermal properties
Mulliken notation assignment of vibration mode
Feature:
Crystal symmetry check (relying on spglib)
Reducing cost to calculate forces and improving accuracy.
Space group determination
Distortion cleaning of crystal structure.
Other:
Tools for handling VASP output to make input files are attached
Fropho 是一个使用 Fortran 语言编写用于实现晶体声子谱分析程序。它目前提供了VASP、Wien2K 的接口用来计算原子受力，通过分析原子受力得到力常数矩阵。从而根据力常数矩阵进行材料的声子谱及热性能分析。其主要功能有：
计算声子色散谱；
计算声子态密度，包括分立态密度；
声子热力学性质，包括自由能，热容量，焓。
接下来简要介绍程序的编译，通过一个简单的算例来介绍它的使用方法。
5 Materials Studio
官方主页：http://accelrys.com/products/materials-studio/
简介
模块简介：
Materials Visualizer:
Discover:
COMPASS:
Amorphous Cell:
Reflex:
Reflex Plus:
Equilibria:
DMol3:
CASTEP:
Materials Studio软件比Cerius2具有以下优点：
来源：凯军啊
声明：本站部分文章及图片转载于互联网，内容版权归原作者所有，如本站任何资料有侵权请您尽早请联系jinwei@zod.com.cn进行处理,非常感谢！