WIEN2k
WIEN2k ist ein Programm-Paket für die Festkörperphysik, mit dem quantenmechanische Berechnungen zur Bandstruktur von Kristallgittern durchgeführt werden können. Es ist in Fortran geschrieben und nutzt die Linearized-Augmented-Plane-Wave-Methode (LAPW) und die Local-Orbital-Methode (LO) zum näherungsweisen Lösen der Kohn-Sham-Gleichung der Dichtefunktionaltheorie.
| WIEN2k
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| Basisdaten
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| Entwickler | Institut für Materialchemie, TU Wien: P. Blaha, K. Schwarz, G. K. H. Madsen, D. Kvasnicka, J. Luitz, R. Laskowski, F. Tran and L. D. Marks |
| Erscheinungsjahr | 1990 |
| Aktuelle Version | WIEN2k_24.1[1] (5. August 2024[1]) |
| Betriebssystem | Linux/Unix[2] |
| Programmiersprache | Fortran 90 |
| Kategorie | Simulationssoftware |
| Lizenz | proprietär (Industrie: 4000 €[3]; Hochschulen: 400 €[3]) |
| deutschsprachig | nein |
| susi.theochem.tuwien.ac.at | |
Geschichte
BearbeitenWIEN2k wurde ursprünglich von Peter Blaha und Karlheinz Schwarz vom Institut für Materialchemie an der Technischen Universität Wien entwickelt. Im Jahr 1990 wurde der Code des Ursprungsprogramms WIEN veröffentlicht.[4] Die nächsten Releases waren WIEN93, WIEN97 und WIEN2k.[5] WIEN2k wurde bis 2018 mehr als 3000 mal lizenziert.
Funktionsumfang
BearbeitenWIEN2k ist eines der exaktesten Dichtefunktionaltheorie-Simulationen-Programme und wird als Referenzwert bei Benchmarks verwendet.[6]
- LDA, GGA, meta-GGA (Schnittstelle mit Libxc, einer Bibliothek von Austausch-Korrelationsfunktionen für DFT), LDA+U und EECE, Orbital Polarization, Hybrid-DFT
- zentrosymmetrisch als auch nicht zentrosymmetrische Einheitszellen, Alle 230 Raumgruppen sind implementiert
- Spinpolarisation (ferro- oder antiferromagnetische Strukturen), Spin-Bahn-Kopplung
- sequentieller Modus, k-Parallel-Modus (ohne MPI, langsames Netzwerk mit normalem NFS), massiv paralleler MPI-Modus (Shared Memory oder InfiniBand)
- Energiebänder und Zustandsdichte
- Elektronendichten und Spindichten, Röntgenstrukturfaktoren, Potentiale, STM- und AFM-Simulationen
- Baders „Atome-in-Molekül“-Konzept
- Gesamtenergie, Kräfte, Gleichgewichtsgeometrien, Strukturoptimierung, elastische Konstanten, Molekulardynamik
- Phononen mit einer Schnittstelle zu K. Parlinskis PHONON- oder A. Togos Phonopy-Programm
- elektrische Feldgradienten, Isomerieverschiebungen, Hyperfeinfelder, NMR-chemische Verschiebungen, NMR-Knight-Shifts
- Röntgenemissions- und Absorptionsspektren, Elektronenenergieverlustspektren
- Optische Eigenschaften
- Fermi-Flächen
Weblinks
BearbeitenLiteratur
Bearbeiten- Peter Blaha, Karlheinz Schwarz, Georg Kent Hellerup Madsen, D. Kvasnicka, J. Luitz, R. Laskowski, F. Tran and L. D. Marks: An Augmented Plane Wave+ Local Orbitals Program for Calculating Crystal Properties,. Hrsg.: K. Schwarz. Techn. Universitat Wien, Austria, 2001, ISBN 3-9501031-1-2 (englisch).
- Karlheinz Schwarz, Peter Blaha: DFT calculations of solids in the ground state. In: T. Woike, D. Schaniel (Hrsg.): Structures on different time scales. Walter de Gruyter GmbH & Co KG, 2018, ISBN 978-3-11-044209-0, S. 67–100 (englisch).
- Karlheinz Schwarz, Peter Blaha: DFT calculations for real solids. In: Richard Dronkowski, Shinichi Kikkawa, Andreas Stein (Hrsg.): Handbook of Solid State Chemistry. Volume 5: Theoretical Description. American Cancer Society, Weinheim, Germany 2017, ISBN 978-3-527-69103-6, Kap. 8, S. 227–259, doi:10.1002/9783527691036.hsscvol5022 (englisch).
- Karlheinz Schwarz, Peter Blaha, Samuel B. Trickey: Electronic structure of solids with WIEN2k. In: Molecular Physics. Band 108, Nr. 21–23. Taylor & Francis, 2010, S. 3147–3166, doi:10.1080/00268976.2010.506451 (englisch).
- Karlheinz Schwarz, Peter Blaha: Solid state calculations using WIEN2k. In: Computational Materials Science. Proceedings of the Symposium on Software Development for Process and Materials Design. Band 28, Nr. 2, 2003, ISSN 0927-0256, S. 259–273, doi:10.1016/S0927-0256(03)00112-5 (englisch).
- Karlheinz Schwarz, Peter Blaha and Georg Kent Hellerup Madsen: Electronic structure calculations of solids using the WIEN2k package for material sciences. In: Computer Physics Communications. Proceedings of the Europhysics Conference on Computational Physics Computational Modeling and Simulation of Complex Systems. Band 147, Nr. 1, 2002, ISSN 0010-4655, S. 71–76, doi:10.1016/S0010-4655(02)00206-0 (englisch).
Einzelnachweise
Bearbeiten- ↑ a b WIEN2k. Abgerufen am 29. Juli 2018 (englisch).
- ↑ WIEN2k-Computer requirements. Abgerufen am 28. Juli 2018 (englisch).
- ↑ a b Request and Registration. Abgerufen am 29. Juli 2018 (englisch).
- ↑ Peter Blaha, Karlheinz Schwarz, P. Sorantin, Samuel B. Trickey: Full-potential, linearized augmented plane wave programs for crystalline systems. In: Computer Physics Communications. Band 59, Nr. 2, 1990, ISSN 0010-4655, S. 399–415, doi:10.1016/0010-4655(90)90187-6 (englisch, sciencedirect.com).
- ↑ Karlheinz Schwarz, Peter Blaha: Solid state calculations using WIEN2k. In: Computational Materials Science. Band 28, 2003, S. 259–273, doi:10.1016/S0927-0256(03)00112-5 (englisch).
- ↑ Kurt Lejaeghere, Veronique Van Speybroeck, Guido Van Oost, Stefaan Cottenier: Error estimates for solid-state density-functional theory predictions: an overview by means of the ground-state elemental crystals. In: Critical Reviews in Solid State and Materials Science. Band 39, Nr. 1. Taylor & Francis, 2014, S. 1–24 (englisch).