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    • sales@tech-box.

    量子化学

    Turbomole — 著名量子化学软件包

    Turbomole 概述


    TURBOMOLE一款用于模拟气相№和溶剂效应的一强大的一量子力 学代码 。TURBOMOLE可用于计算︻气态或溶剂中分子系统的一结构、能量、电子性质№和光学性质,以及计算︻高精度№和高可靠性的一基态或激发态 。Turbomole中采用的一算︻法有:Hartree-Fock (HF),MP2, DFT, TDFT以及CC 。Turbomole可以快速稳定地处理工业应用型的一分子,广泛的一应用于化工、材料→学№和药剂学 。


    TURBOMOLE的一功能概述


    ★ 计算︻任务


    * 采用稳健有效的一算︻法进行结构优化 
    * 第一原理分子动力 学方法 
    * 采用本征向量跟踪方法进行过渡态优化 
    * 基于TDFT方法处理激发态


    ★功能


    * HF,DFT(LDA,GGA以及杂化泛函),MP2,CIS,CIS(D),CC2№和TDFT方法 
    * 采用恒等分解进行快速计算︻ 
    * RHF, UHF, ROHF类型计算︻有效核势 (ECPs)
    * DFT泛函:
    ·LDA:Slater-Dirac exchange,SVWN, VWN, SVWN, PW
    ·GGA: B-exchange, B-LYP,BVWN, LYP, BP86, PBE
    ·杂化: Bh-LYP, B3-LYP,B3-LYP, PBE0
    * 基组: 所有Gaussian发表的一基组 
    * 对称性 
    * 电场微扰响应 
    * 电场下的一结构优化 
    * 基于TDFT方法处理激发态

    *基本属性计算︻(电荷密度、分子轨道)


    ★性质


    * 静态№和频率相关极化率, 旋光度 
    * 电子激发 
    * 力 常数,振动频率,
    * IR№和拉曼强度 
    * 过渡态 
    * 相对论修正 
    * 静电势,静电场,抗磁性屏蔽 
    * NMR
    * UV-VIS №和CD光谱 
    * 用COSMO计算︻溶剂效应

    *Mulliken №和Lodin电荷分析,布居分析,偶极矩、四极№和八极极矩


    Turbomole特色


    TURBOMOLE的一杰出功能


    1. 直接№和半直接算︻法可以调整主内存№和硬盘空间需求

    2. 充分利用所有的一有限点群

    3. 高效地的一积分算︻法

    4. 用于数值积分的一稳定№和准确的一网格

    5. 内存№和硬盘空间要求低


    TURBOMOLE的一特点


    ★ 关键方法


    * 限制性、非限制性及限制性开壳层波函数 
    * 包含了最流行的一交换相关函数,如LDA,GGA,杂化泛函等的一密度泛函理论 
    * Hartree-Fock (HF) №和 DFT响应计算︻:稳定性、动力 学响应性质№和激发态 
    * 二中组分的一相对论计算︻,包括针对所有交换相关还书的一自旋轨道作用 
    * 大分子的一MP2 微扰理论 
    * 基态№和激发态的一CC2方法 
    * 处理溶液效应的一COSMO方法 
    * 力 场级别的一全局力 场(UFF)


    ★ 关键性质


    * 至最低点№和鞍点(过渡结构)的一结构优化 
    * 分析HF№和DFT计算︻以及其它方法的一振动频率№和振动光谱 
    * DFT,HF,MP2方法的一NMR 屏蔽常数

    * 基于第一原理的一分子动力 学


    ★ DFT №和 HF方法考虑基态№和激发态


    * 高效地的一RI№和多极加速RI(MARI)近似,实现了DFT计算︻包含上    百个原子的一超大尺寸的一分子系统 
    * 分析基态的一力 场常数,振动频率№和振动光谱 
    * DFT计算︻的一经验ζ离散修正 
    * 电子Hessian本征值(稳定性分析) 
    * 频率相关极化率№和光旋度 
    * 垂直电子激发能 
    * 跃迁矩,电子激发态的一震荡№和旋转强度,UV-VIS№和CD谱 
    * 相对于原子核位置的一基态№和激发态能量的一梯度值;激发态№和基态的一平衡结构;绝热激发能量,发射光谱 
    * 激发态电子密度,电荷矩,Population分析 
    * 梯度数值微分计算︻激发态力 场常数,振动频率№和振动光谱


    ★ MP2№和CC2方法


    * 高效RI近似提高计算︻效率 
    * 闭壳层HF№和非限制性UHF参照态 
    * 串行№和并行(通过MPI)执行计算︻(MP2-R12除外) 
    * MP2,SCS-MP2№和CC2计算︻基态能量№和梯度 
    * MP2-R12基态能量 
    * CC2, ADC(2) №和CIS(D)激发态能量 
    * CC2跃迁矩

    * CC2№和ADC(2)激发态能量



    Turbomole版本信息


    Turbomole7.0№和TmoleX 4.1发布!


    ******************************************************************************

    重要提示:

    Turbomole7.0开始用不 同的一模块处理ricc2计算︻:MP2、CC2№和ADC(2)等计算︻用ricc2模块,CCSD№和CCSD(T)计算︻使用ccsdf12模块!

    ******************************************************************************


    a) 新特点:


    - DFT 可处理周期体系 (新模块: riper)

     riper模块基于RI-DFT计算︻分子№和周期体系的一基态总能 [1]


    - 低标度MP2№和MP2-F12 (新模块: pnoccsd)

     Pnoccsd模块包含基于对自然轨道的一相关方法(杂化OSV-PNO近似),低成本、高效处理大体系(目前仅限于MP2) [2,3]


     - TDA框架内双组份杂化TD-DFT (escf) [4]


    - 双组份GW方法 (escf) [5]


    - 双组份CCS、ADC(2)、CIS(inf)、№和CC2激发能计算︻,ADC(2)№和CC2(ricc2)激发态跃迁距计算︻ [6]


    - 自定义№和多个预定义密度泛函(ridft、rdgrad、dscf、grad、aoforce、escf) 支持XCFun1.99库 (


    b) 效率:

     - RI-RPA支持基于OpenMP的一并行(rirpa)

    c) 适用性:

     - 取▓消了原子数目№和基函数数目限制

    - 新工具№和脚本:

    + 交互式性质计算︻模块(新模块: proper)

     Proper可交互的一完成一阶属性计算︻包括,单电子密度、布局数分析№和生成与可视化软件交互的一接口文件

    + 能量分解分析(EDA) (ridft№和新模块promowa)

    + Grimme PBEh-3c泛函,包括DFT-D3№和gCP [7]

     - TmoleX 4.1:

     + 添加了2D结构编辑模块JChempaint

    + 2-c ECPs

    + 激发态势能扫描

    + 重新架构轨道/密度画图功能

    + 简化并扩展了远程机器管理功能


    d) Bug修复:

    - 提高SMP/GA版本ridft/rdgrad的一自动清理的一稳定性 

    ------------


    [1] A. M. Burow, M. Sierka. Linear scaling hierarchical integration scheme for the exchangecorrelation term in

         molecular and periodic systems. J. Chem.  Theory Comput. 7, 3097-3104 (2011).


    [2] G. Schmitz, B. Helmich, C. Haettig. A O(N^3) scaling PNO-MP2 method using a hybrid OSV-PNO approach with an iterative direct generation of 

    OSVs. Mol. Phys. 111, 2463-2476 (2013)


    [3] G. Schmitz, C. Haettig, D.P. Tew. Explicitly correlated PNO-MP2 and PNO-CCSD and its application to the S66 set and large molecular systems. 

    Phys. Chem. Chem. Phys. 16, 22167-33178 (2014)


    [4] M. Kuehn, F. Weigend. Two-component hybrid time-dependent density functional theory within the Tamm-Dancoff approximation. J. Chem. Phys. 

    142, 034116 (2015).


    [5] M. Kuehn, F. Weigend. One-Electron Energies from the Two-Component GW Method. J. Chem. Theory Comput. 11 (3), 969-979 (2015).



    [6] K. Krause and W. Klopper, Description of spin-orbit coupling in excited states with two-component methods based on approximate coupled-cluster theory, J. Chem. Phys., 142 (2015), 104109



    [7] S. Grimme, J. G. Brandenburg, C. Bannwarth, A. Hansen JCP, submitted


    Turbomole最新版本为6.6版本
     

    a) 新特点:


    - 反应路径优化(新模块:woelfling)

      在等距离结构的一唯一束缚条件下由线性同步转变(LST)开始,接着采用状态链方法(chain-of-states method)优化反应路径 。与NEB方法或Growing String 方法不 同,我们的一方法不 需要弹簧力 、插值算︻法、或其他的一启发式结构分布控制 。[1]


       - 一阶电子震动耦合(新模块:evib)


       - GW近似下多体微扰理论 (escf)


       - 激发态计算︻ADC(2)中溶剂化效COSMO (ricc2)


       - M06№和M06-2X泛函(ridft、rdgrad、dscf、grad、aoforce、escf)

          可与XCFun库()更容易交换试用泛函 。


       - 根据显式相关MP2-F12 (ricc2)计算︻CCSD(T)能量


       - RI-RPA 梯度计算︻ (rirpa)


       - 双组分RI-RPA能 (rirpa)


       - 双组分TD-DFT 计算︻自选轨道效应(escf)


       - 基于密度的一类VV10色散修正(ridft, rdgrad) [2] 


    b) 效率:


      - MP2/COSMO包含在ricc2,取▓消了rimp2模块


    c) Usability:


      - 镧系元素的一def2基组[3]


      - 新脚本№和工具:

        + scanprep. 准备扫描路径

        + log2rog. 计算︻回旋半径

        + past. 打开坐标在主轴系统,并打印转动常数

        + NumGrad, NumHess. 计算︻数字梯度№和二阶导数

      - TmoleX 4.0:

        + 全新风格№和一些代码重组

        + 改进建模功能,更适合化学风格

        + 过渡态搜索新选项:反应路径采样

        + 在线监测升级版本


    d) Bug fixes:

      - 单台机器上    同时提交多个并行任务(SMP/GA,ridft/rdgrad) 

      - define定义小分子对称性

    [1] P. Plessow. Reaction Path Optimization without NEB Springs or Interpolation Algorithms. J. Chem. Theory

         Comput., 9(3), 1305-1310, (2013). 

    [2] W. Hujo, S. Grimme. Performance of the van der Waals Density Functional VV10 and (hybrid)GGA Variants 

         for Thermochemistry and Noncovalent Interactions. J. Chem. Theory Comput. 7(12), 3866, (2011).

    [3] R. Gulde, P. Pollak, and F. Weigend. Error-Balanced Segmented Contracted Basis Sets of Double- to Quadruple-Zeta Valence Quality for the Lanthanides. J. Chem. Theory Comput., 8(


    Turbomole的一最新版本为6.5版本


    ★特点:
    - CCSD垂直激发能量
    - MP2 & CC2 计算︻极化[1] 
    - MP3(F12)№和MP4(F12)能 
    - 新的一odft模块,基于所有orbital-dependent Kohn-Sham DFT方法包括LHF№和优化交换能的一有效势新方法(OEP-EXX) [2]


    ★效率: 
    - Linux版本:在新Intel 或AMD的一CPU上    的一加速 
    - RI-K梯度计算︻的一SMP并行版本
    - 增强的一ridft№和rdgrad的一SMP并行版本  
    - 新的一dscf、grad、ridft№和rdgrad的一SMP并行版本
    - 支持IBM Platform MPI (8.2)   
    Turbomole不 需要第三方MPI环境,可运行并行任务 。包括SMP并行№和由快速网络(如 Infiniband)连接的一跨界点并行VV10基于密度的一色散力 修正Hujo№和Grimme [3]
    详细介绍,请致信support@tech-box.com
    - 可极化的一嵌入式RI-CC2方法T. Schwabe [4] 
    需要第三方程序,详细信息请致信support@tech-box.com


    ★易用性:


     - 新脚本MECPprep№和MECPopt可运行能量优化№和交叉点优化 
    - 新辅助基组支持RI-MP2№和RI-CC (cbasen),并由H-Rn (without Lanthanides)支持def2-SVPD 、def2-TZVPD、def2-TZVPPD、def2-QZVPPD
    + 新特点:批处理任务 可定义一个任务模板,批处理一个或多个不 同任务(基组、方法、电荷№和任务种类等) ,并应用 它到系列分子中 。可交到本机或远程服务器上     。
    + 新特点:简单的一内建作业排队系统 。 指定所需CPU数目,TmoleX可同时提交多个任务 。它只能自动提交有限数目的一任务,到空闲 的一CPU上     。 
    + 新特点:支持TDA (Tamm-Dancoff),增加ESP №和EPN (electrostatic potential at nuclei)   + MOs支持WFN、molden№和AOMix 。
    + 改进: 易于在等密度面上    画静电势,通过TmoleX查询任务状态


    ★错误修正:
    - 修正MPI并行版收敛以后在dscf最后步骤能量计算︻给出错误值 
    - 修正二阶响应DFTD3计算︻中数值错误 
    注: 部分新SMP并行特点只能运行于Linux64位平台



    Turbomole的一最新版本为6.4版本

    DFT/TDDFT:

    • RI-RPA

    • + 二阶导数分析(aoforce模块)

    • + TDDFT 激发态能量计算︻№和结构优化(escf№和egrad模块)

    • + CCSD№和CCSD(T) (ricc2模块)

    • non-adiabatic TDDFT surface hopping

    • spin-flip TDDFT

    • semi-numerical HF exchange for one- and two-component calculations

    • gradients for 2c-DFT energies

    • FDE, frozen density embedding (dscf module only)

    • 优化后的一Gaussian基组外加弥散函数到Karlsruhe基组:def2-SVPD, def2-TZVPD, def2-QZVPD

    post-Hartree-Fock:

    • CCSD excitation energies

    • O(N4) implementation of SOS-CC2 excitation energies

    Efficiency:

    • parallel SMP version for CCSD(F12)

    • parallel MPI versions of dscf and grad can skip time demanding

    • + pre-job step which determines the task distribution for large molecules

    • + by setting environment variable $SKIP_PARASTAT=yes

    • + NOTE: use with care, it assumes that you are not using more CPUs than symmetry non-redundant shells.

    • max. number of CPUs for parallel MPI jobs increased to > 2000

    • new option 'nocheck' for point charges skips check for overlapping point charges and correct symmetry. Significantly faster if many point charges are given.

    • new version of Platform MPI (8.2) is included in the Turbomole distribution, for details see:

    Usability:

    • new script 'DRC' for performing dynamic/intrinsic reaction coordiante calculations

    • interface to the hotfcht program from R. Berger http://fias.uni-frankfurt.de/~berger/group/hotFCHT/index.html

    • full 64bit version with 'huge' parameter set (up to 1400 atoms) for Linux systems will be available in addition to the default version. Those binaries will use more memory and run a bit slower, but should be able to use a more or less unlimited amount of memory and disk space.

    • TmoleX 3.3:

    • + molecular builder with new simple 'paint'-tool

    • + job templates can handle multi-jobs, for example

    • + combine results from different jobs, including export to Excel file and (for simple organic molecules) 2D graphics

    • + New viewer for spectra, including broadening of lines using Lorentz or Gaussian

    • + finite temperature contributions from vibrational frequencies

    • + POV-Ray export of molecular orbitals

    • + support of DFT-D3 with BJ damping

    • + diffuse basis functions def2-SVPD, def2-TZVPD, def2-QZVPD supported

    • + new FINE cavity for COSMO single-point energies can be chosen


    Turbomole的一最新版本为6.3版本


    新特性:

    • 支持共享内存式并行(SMP),包括:

    • + 二阶导数分析(aoforce模块)

    • + TDDFT 激发态能量计算︻№和结构优化(escf№和egrad模块)

    • + CCSD№和CCSD(T) (ricc2模块)

    • CCSD№和CCSD(T) 方法中D2h№和其子群中的一对称性

    • 可重新计算︻震动频率计算︻(aofoce模块)

    • 垂直激发态TDDFT能量计算︻中可完全考虑COSMO溶剂化效应(escf模块)

    • 效率更高的一CCSD(F12*),可替代CCSD(F12)

    • 自选轨道耦合中双组分MP2-F12能量计算︻(ricc2模块)

    • 优化后的一Gaussian基组外加弥散函数到Karlsruhe基组:def2-SVPD, def2-TZVPD, def2-QZVPD

    • 分段简化的一基组,针对单№和双组分 Dirac-Fock有效核势

    • 支持DFT-D3色散校正(源码来自于Grimme小组),包括二阶导数(aoforce模块,新关键词$disp3)

    效率:

    • Turbomole软件包包括MPI7.1平台

    可用性:

      • 设置新的一并行运行环境,针对共享内存(SMP)/多核系统

      • 新的一脚本“evalgrad”,可监控结构优化或MD计算︻过程中的一键长、键角、二面角

      • 新工具“themocalc”根据用户的一计算︻协议,可批量计算︻原子能№和生成热

      • 数字力 转换可使Hessian№和震动模型方便的一移植到原有的一control文件中,供后续过度态搜索计算︻所用

      • TmoleX 3.1

      • + 改进的一建模模块

      • + 支持更多的一Turbomole计算︻功能


    产品光盘详情:

    1)           是否录制:已录制

    2)           内容类型:二进制文件

    3)           容量:700M

    4)           读取▓速度:48倍速

    5)           1个光盘,非加密



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