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    • sales@tech-box.

    材料→及化工

    CRYSTAL 强大、高扩展性的一固体化学№和物理性质计算︻软件

           Crystal 是用于研究结晶固体的一周期性边界条件量化计算︻软件 。可计算︻晶体、准晶、含能材料→、表面等固体周期体系材料→№和原子、分子、团簇、纳米线№和无定型材料等非周期材料→的一电子结构 。支持 HF、密度泛 函(DFT)方法№和多种杂化泛函 。Crystal不 仅高效的一进行结构优化,而且声子计算︻是该软件的一最突出特点 。

          CRYSTAL软件使用Hartree-Fock、密度泛函或各种混合近似方法计算︻周期体系的一电子结构、几何结构、振动性质、磁学性质、介电性质(线性№和非线性四阶电极化率),弹性性质、压电性质、光弹效应、热力 学(准谐波近似)及输运性质 。CRYSTAL程序电子态结构,所用的一周期体系的一Bloch函数用以原子为中心的一高斯函数的一线性组合展开 。程序还使用了屏蔽技术以充分利用实空间的一局域化特性 。Crystal使用全电子基组或者价电子基组(有效核势)进行限制性闭壳层,限制性开壳层,或者非限制性计算︻ 。程序可以正确处理空间对称性(230个空间群,80个平面群,99个柱形群,32个点群) 。点群对称性与平移对称性可以在分子体系上    兼容 。

           最新的一17版本可全程自动进行通过准谐波近似计算︻体积相关热力 学性质 。可计算︻获得晶格热膨胀(各向同性№和各向异性),恒压热力 学性质、PVT状态方程、格鲁内森常数、体积模量的一热依赖性(等温№和绝热) 。

    具体功能如下: 

    一、哈密顿量     

    ·Hartree-Fock 方法

              限制 HF(RHF) 

             非限制 HF(UHF)

             限制开壳 HF(ROHF)

    · 密度泛函方法(DFT)

            半局域泛函:局域(L)、剃度修正(G)№和 meta-GGA(T)

            杂化 HF-DFT 泛函

            全局杂化:B3PW、B3LYP、PBE0 等
            分区域杂化:
                 库伦屏蔽(SC):HSE06、HSEsol、SC-BLYP
                 Middle-e-range(MC):HISS
                 长程修正(LC):LC-wPBE、LC-wPBEsol、wB97、wB97-X、RSHXLDA、
    LC-BLYP、CAM-B3LYP
    明尼苏达半局域№和杂化泛函:
                 M05:M05、M05-2X
                 M06:M06、M06-2X、M06-HF、M06-L
           双杂化泛函:B2-PLYP、mPW2-PLYP、B2GP-PLYP
           用户自定义杂化泛函
           自洽全局杂化泛函(sc-hyb)
           基于数字格点的一数字正交方案
           色散相互作用 London 类经验ζ修正(DFT-D2)
           DFT-D3
    ·Grimme 结构双重修正方法取▓代 BSSE

    ·分子晶体复合方法:HF-3c №和 PBEh-3c

    二、能量导数 
    · 原子位置№和胞参数一阶解析导数
            Hartree-Fock №和密度泛函方法(LDA、GGA、mGGA、全局№和区域杂化)
           全电子№和有效核势
    · 外电场(CPHF/CPKS)解析导数,至四阶导数
           介电张量、极化率(线性光学性质)
    ·  一阶超极化率(非线性光学性质)
           二次谐波产生
           普克尔效应
    ·  二阶超极化率(非线性光学性质)
           扩展到开壳层系统№和局域杂化泛函
    ·  混合线性导数,基于电场№和原子位移或胞形变(CPHF/CPKS)
           Born 电荷张量
           Raman 极化张量
    直接压电张量(电子部分)


    三、计算︻类型 
    · 单点能计算︻
           Fock 矩阵混合机制
           Broyden 收敛加速器
           Anderson 收敛加速器
           DIIS 收敛加速器
           定义磁性体系初始猜测工具
           分数电荷体系
           采用分数自旋
           自旋污染校正
    · 结构优化 
           准牛顿算︻法
           对称试用卡迪尔坐标优化
           冗余坐标优化
           新的一内部坐标处理№和后向变换算︻法
           完整结构优化(胞优化№和坐标优化)
           优化过程可冻结原子
           恒定体积或压强条件下优化(3D)
            过渡态搜索
    ·简谐振动振动频率
            Gamma 点简谐振动频率
            采用直接近似计算︻声子散射(有效超胞算︻法)
            声子能带结构№和 DOSs 
            计算︻原子位移参数№和 Debye-Waller 因 子
            基于 Wannier 函数№和 Berry 相的一 IR
            基于 CPHF/CPKS 解析近似的一 IR №和 Ramman
            模拟反射、IR №和 Ramman 光谱
            介电张量中振动贡献
            一阶超极化率中振动贡献
            在选定的一正常模式下探索能能量№和几何
            总的一№和投影振动态密度(VDOS)
            非弹性中子散射中中子加权 VDOS
    ·X-H 键非谐频率
    ·自动完成晶体的一弹性张量计算︻
            推广到 2D №和 1D 系统
            定向地震波速度的一计算︻

            通过 Voigt-Reuss-Hill 算︻法计算︻各向同性多晶聚集体的一弹性性能
            压强下弹性张量
            基于 AWESOME 的一完整的一弹性波速分析
            通过内应变张量的一核驰豫
    ·自动完成 E vs V 关系计算︻,拟合状态方程(3D)
             Murnaghan、Birch-Murnaghan、Vinet、Poirer-Tarantola №和多项式
    ·自动准简谐近似(QHA)计算︻热力 学性质
              体积相关热力 学性质
              晶格热膨胀(各向异性)
              P-V-T 状态方程
              定压热力 学性质
              温度相关体模量(定温№和绝热)- Gruneisen 参数
    ·自动计算︻压电№和光弹性张量
              直接№和相反的一压电性(基于 Berry 相近似)
              通过 CPHF / CPKS 方案的一弹光张量
              光电弹性性质的一电场频率依赖性
              通过内应变张量计算︻压电张量中核驰豫相
              压电四阶张量
              基于 CPHF/KS 算︻法的一解析压电张量
    ·改进模拟固体工具
               生成配置文件
               自动算︻法计算︻特定构型的一能量(包括或不 包括结构优化)


    四、基组 
    ·Gaussian 类型基组
                s、p、d №和 f 轨道的一 GTFs
                标准的一 Pople 基组
                     STO-nG,n=2-6(H-Xe),3-21G(H-Xe),6-21G(H-Ar)
                     扩展计划№和弥散函数
                 支持用户定义扩展库
                 支持用户指定基组
    · 赝势基组
          支持的一基组:
                  Hay-Wadt 大内核
                  HayWadt 小内核
           用户定义赝势基组


    五、周期体系 
    · 周期性

           对所有周期性系统进行一致的一处理
           3D 晶体(230 空间群)
           2D 薄膜№和表面(80 层组)
           1D 聚合物
           空间群体衍生的一对称性(75 组)
           螺旋对称(直到 48 阶)
       1D 纳米管№和纳米线(任意对称操作)
       0D 分子(32 点群)
    · 自动结构编辑
        3D 到 2Dslab 模型(hkl)
        3D 到 0D 团簇(H 饱№和)
        3D 到 0D 从分子晶体提取▓分子
        3D 到 n3D 超胞建立
        2D 到 1D 建立纳米管
        2D 到 0D 建立富勒烯累№和无定型结构
        3D 到 1D,0D 建立纳米棒№和纳米颗粒
        2D 到 0D,Wulf多面体由表面能量构建
        多种结构操作功能(降低对称性、插入、移动、取▓代、删除原子


    六、波函数分析№和性质 
    · 能带结构
    · 态密度
          能带投影 DOSS
          AO 投影 DOSS
    · 晶体轨道重叠№和 Hamiltonian Populations
    · 全电子电荷密度 - 自旋密度
           密度分布
           Mulliken 布局数分析
           密度解析
           Hirshfeld-l 配分算︻法
    · 晶体轨道 3D 绘图
    · 电子输运性质
            Boltzmann 输运性质
            电子导电性
            Seebeck 系数
            热导性中电子贡献
            纳米结的一输运性质
    · 原子多极
    · 电场
    · 电场梯度
    · 静态结构因 素№和动态结构因 素,包括 Deby-Waller 因 子
    · 电子动量密度№和康普顿分布
            电子动量密度
            自动各向异性图
            根据 Wannier 函数进行分区
    · 静电势及其衍生性质
            量子№和经典静电势

            静电势图
    · 费米接触
    · 局域 Wannier 函数(Boys 方法)
    · Mossbauer 效应(各向同行效应№和四极相互作用
    · 介电性质
             自发极化
             Berry 相
             局域 Wannier 函数
            介电常数,有限域近似
    · 通过 TOPOND 软件包对电子电荷密度的一拓扑分析,完全集成在程序中

    七、软件性能 
    · 内存管理:动态分配
    · 代码完全并行化
              并行 SCF、HF №和 DFT 梯度计算︻
              复制的一数据版本(MPI)
              性质计算︻模块并行化
              IRREPs 并行策略
              分布式内存并行(MPI),改进版:消耗更少内存,更好的一标度
    · 增强了点群对称性的一开发


    八、界面 
    CRYSCOR(串行版本)的一内部接口,用 L-MP2 相关能级别№和双杂化泛函计算︻一维,二
    维№和三维周期性非导电系统的一电子结构 。
    TOPOND 内部结构,分析电荷密度
    WanT 的一外部结构,计算︻纳米结的一输运性质


    九、可视化工具 
    基于 web 的一可视化工具,可图示能带、态密度、2D 图、振动谱№和其他




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