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MOLCAS

張貼者:2010年6月11日 下午1:42service orderble   [ eddie liu 已於 2011年5月10日 下午8:10 更新 ]

MOLCAS 7.2是MOLCAS 量子化學程序包的最新版本,即將於近期發布。 MOLCAS可以使用從SCF/DFT到耦合簇(CC),從RASSCF [2]到包含動態電子相關處理的MR-CI 或MS-CASPT2 等各種量子化學處理模型研究分子體系。

MOLCAS側重於多組態的量子化學計算,適用於研究那些無法用單組態合理描述其電子結構的體系,如激發態、化學反應過渡態、重元素(過渡金屬、鑭系、錒系)體系等。

MOLCAS致力於提供能夠涵蓋元素週期表中所有元素的計算方法,能在多組態級別進行相對論處理(標量相對論和自旋-軌道耦合),並提供專門為相對論計算設計的基組。

MOLCAS可用於計算分子結構、鍵能、化學反應能壘、激發能(包括旋軌耦合)、振動分辨吸收光譜,以及其他分子特性。 結合量子化學與分子力學的QM/MM方法可用來計算大分子和分子簇,NEMO方法能夠為MC/MD模擬產生分子間力場。

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開發商:
更新日期:2011/05/11
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MOLCAS能夠運行於目前的大多數操作系統,包括不同類型的集群在內。

MOLCAS:量子化學編程平台

MOLCAS不僅是一個可執行程序,更是為量子化學家提供的軟件開發平台。 用戶能夠完全接觸到程序的源代碼,並可通過一系列高級工具軟件從MOLCAS源碼中提取數據或向其中加入自己的數據。 程序員指南為用戶使用這些工具軟件提供幫助和指導。 此外,用戶還可以方便地將自己的代碼加入MOLCAS程序中,使其成為MOLCAS的一部分,和其他功能模塊一起運行。

波函數,能量和性質

MOLCAS能夠使用以下波函數模型計算分子體系的總能量、電子結構和分子性質:

● 限制和非限制的SCF和DFT
● Moller-Plesset二級微擾理論(MP2)
● 多組態SCF(包括CAS和RAS)
● 多組態二級微擾理論(CASPT2)
● 多組態CI(MRCI,對小分子體系能給出高精度的波函數和能量)
● 閉殼層和限制性開殼層的CCSD(T)方法

分子結構,振動頻率,熱動力學

對HF/DFT和RASSCF波函數,MOLCAS使用解析梯度法自動優化分子構型;CASPT2方法的結構優化則通過數值梯度計算實現。 這些方法既適用於基態,也適用於激發態的平衡結構、過渡態的優化等。

MOLCAS還能夠通過解析二階導數,在RASSCF級別計算振動頻率和熱動力學性質。

激發態和電子光譜

MOLCAS特別為研究激發態勢能曲面而設計:
● 所有的波函數方法均可用於能量計算;
● 態平均RASSCF方法可以優化分子構型;
● 在RASSCF級別通過RASSCF態相互作用方法計算電子躍遷特性,這是MOLCAS所獨有的功能[7];
● MOLCAS還能夠使用有效單電子自旋-軌道哈密頓量和原子平均場積分(AMFI),計算自旋-軌道耦合;
● 在RASSCF級別的激發態勢能曲面上自動搜索能壘,圓錐交叉點等。

MOLCAS 7的新功能
MOLCAS 7增加了許多新的特性,主要改進如下:

● 電子排斥積分的Cholesky [8]分解顯著提高了SCF/DFT、RASSCF、RASSI和MP2水平的能量計算的效率(該模塊的功能仍然在持續開發中);
● 由Cholesky算法得到的RI方案可用於SCF/DFT、CASSCF、RASSI和CASPT2計算;
● 利用改進的GUI程序gv可以方便地選擇RASSCF活性空間;
● 其他模塊也作了大量的改進。

Cholesky模型的表現

電子互斥積分的Cholesky分解極大地提高了MOLCAS程序的運行效率。 例如,對抗生物素蛋白模型中生物素部位的MP2計算,該體系中有257個原子,採用6-31G*基組後整個體係有多達2091個基函數和462個佔據軌道。 在應用Cholesky分解之後,該計算在4個單核CPU的平台上僅耗時44個小時(2006年12月)。



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