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_18.2[1] (17. Juli 2018[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 Bearbeiten
WIEN2k 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 Bearbeiten
WIEN2k 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 Bearbeiten
Literatur 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).