計算物理・物性物理・材料・電子構造

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HPCアプリケーション

計算物理・物性物理・材料・電子構造

ウィーン大学の固体電子状態計算・バンド計算プログラム
VASP
VASPはオーストリア・ウィーン大学で開発された、擬ポテンシャルと平面波基底を用いた非経験的(ab initio)量子分子動力学(MD)計算プログラムです。結晶や無機固体の周期的境界条件を用いた計算を行います。VASPに実装されている方法は有限温度局所密度近似(LDA, 変分量として自由エネルギーを用いる)に基づき、効果的な行列対角化法とPulay混合を使用してMDステップごとに電子基底状態を精密に評価します。バンド計算、安定構造や遷移状態構造の最適化、拡散パスの検討、反応解析など様々な問題に適用されています。
弊社では、VASPの各バージョンのベンチマークライセンスを所有しております。ご利用ください。
https://www.vasp.at/
ダッソー・システムズBIOVIAブランドの固体物性密度汎関数計算プログラム
CASTEP
CASTEPは仏ダッソー・システムズのBIOVIAブランドが開発した、より優れた性能を持つ材料研究開発をする際に有用なツールBIOVIA Materials Studioパッケージの1プログラムです。フォノンスペクトル、誘電率、光学物性などの高精度な予測が可能なシミュレーション計算機能を持っています。密度汎関数法 (DFT) 量子力学コードを使用して、セラミックス、半導体および金属などの幅広い物質科学分野における固体、界面および表面における広範囲な物性シミュレーションが可能です。
http://www.castep.org/
http://accelrys.co.jp/products/collaborative-science/biovia-materials-studio/quantom-catalysis-software.html
ウィーン工科大学の固体電子構造密度汎関数計算プログラム
WIEN2k
WIEN2k はオーストリア・ウィーン工科大学で開発された、密度汎関数法(DFT)による固体電子構造計算プログラムです。球対称近似ポテンシャル形状を使用せず、線形化された拡張平面波法に局在軌道を拡張した(L)APW+lo法を採用した高精度なバンド構造計算が可能です。またDFT計算において、スピン局所密度近似(LDA)もしくは一般化密度勾配近似(GGA)の改良版を使用でき、相対論効果を考慮した全電子計算も可能です。その他にも数多くの機能が提供されています。最新バージョンはWIEN2k_14.2です。
http://www.wien2k.at/
http://affinity-science.com/wien2k/index.html
Car-Parinello 法による非経験的分子動力学計算プログラム
CPMD
CPMDは、CPMDコンソーシアムにより開発・管理されている、密度汎関数理論(DFT)をもとに平面波・擬ポテンシャル法、Car-Parinello法(CP法)をもとにして並列化された非経験的(ab initio)分子動力学計算(MD)プログラムです。CP法は断熱近似を大胆に破棄して計算効率を飛躍的に発展させた手法です。MDシミュレーション計算のほか、構造最適化、ボルン・オッペンハイマー(BO)近似、経路積分分子動力学(MD)、応答関数、QM/MM法、励起状態計算なども可能です。個人利用、非商用利用に限り無償でダウンロード可能です。
http://www.cpmd.org/
電子構造計算、分子・固体の第一原理分子動力学シミュレーションプログラム
SIESTA
SIESTAはスペインICMABの研究グループらにより開発・維持されている、電子構造計算、分子・固体の非経験的分子動力学(MD)シミュレーション計算プログラムです。厳密な局在基底関数と、線形スケーリングされる並列アルゴリズムにより、大規模なシステムでも効率的な計算が可能です。高精度シミュレーションのための迅速な探索計算により、正確で広範囲な分野にチューニングされています。SIESTA は学術利用に限り無料で提供されています。分子・固体だけではなく地球、生物、工学分野でもよく使われるようになっています。
http://departments.icmab.es/leem/siesta/
密度汎関数理論に基づく非経験的分子軌道法プログラム
ABINIT
ABINITは筑波大学の菊池研究グループらによって開発が始まり、現在はABINIT Groupにより開発・維持している非経験的(ab initio)分子軌道(MO)計算プログラムです。擬ポテンシャルと平面波、ウェーブレット基底を使用する密度汎関数理論(DFT)を使い、分子や固体の全エネルギー、電荷密度、電子構造を求めることが可能です。DFT力と応力による構造最適化と分子動力学(MD)計算および、動的マトリックス、ボルン有効電荷、誘電テンソルなどを求めることも可能です。積極的なバージョンアップを継続し、ABINIT v8.0が最新版です。
ABINITは立教大学望月祐志教授らの研究グループにより開発されている、フラグメント分子軌道法(FMO法)を実装したプログラムABINIT-MPの基礎となっています。
http://www.abinit.org/
密度汎関数法に基づく電子状態計算プログラム
Quantum ESPRESSO
Quantum ESPRESSOは伊ICTPおよびQuantum ESPRESSO Foundationにより開発・維持している密度汎関数理論(DFT)、平面波および擬ポテンシャルに基づいた電子状態計算とナノスケールの材料モデリングのための統合プログラムです。フリーソフトウェアであり、GNU GPLライセンスに基づいて無償で配布されています。基本機能だけでなく、多数のコアパッケージ・プラグインも含まれ、実際の研究、開発にも利用できる充実した機能を持っています。積極的なバージョンアップを継続し、Quantum ESPRESSO V.6.0が最新版です。
http://www.quantum-espresso.org/
大規模な系にも対応するナノスケール素材シミュレーション計算プログラム
OpenMX
OpenMXは、北陸先端科学技術大学院大学の尾崎研究グループらが開発・維持している密度汎関数理論(DFT)、ノルム保存型擬ポテンシャル、擬原子基底関数に基づいた、幅広いナノスケール素材のシミュレーション計算を行うためのプログラムです。並列コンピュータに対して特に入念に設計されていて、数千コアを有する並列コンピュータを使用すれば、一万個以上の原子から構成される系の非経験的(ab initio)電子状態計算も実行可能です。フリーソフトウェアであり、GNU GPLライセンスに基づいて無償で配布されています。
http://www.openmx-square.org/

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