QuantumWise于7月22日正式发布了2016新版，进一步提升了计算精度、并行效率；发布了全新的分子动力学框架；全新的单边电极的表面模型计算；发布了用于苹果电脑系统的Mac版；改进了License机制，更有效的安排计算。
重要更新功能摘要
- 新增基组和赝势（SG15）：进一步提高 ATK-DFT（GGA）计算的精确度
- 电子–声子耦合计算更快：原有代码提速约 10 倍，新增近似谱方法更快
- 电子声子耦合计算支持非共线自旋与自旋轨道耦合
- 迁移率计算可以得到更多性质：Seebeck 系数、热导率、Hall系数以及Hall电导率张量
- 多核k点并行默认打开：不用修改输入文件即可实现块体材料计算可以多至几百核并行
- 改进输入脚本生成器（Scripter） ：更方便的实现更多的高级功能
- 改进 MD/NEB/AKMC 框架：多级别并行，高度灵活的全新计算引擎代码
- MD 计算中新的恒压器（ Martyna-Tobias-Klein 恒压器）
- 丰富新颖的作图方法
- 表面结构模型（单电极模型）：不需要片层（slab）模型，采用NEGF方法和物理上更合理的边界条件模拟真实表面
- 超大规模体系（10000+原子数）DFT计算：基于 PEXSI 求解器实现
- 新的k格点方案：Gamma–中心的偶数点；透射谱计算中采用规则的取点方式，并包含布里渊区边界
- 新的 Hubbard+U 方法：按角动量设置赝势投影算符的能量移动（平面波代码中的类似方法）
- Ozaki 平衡态积分环路：器件平衡态密度矩阵计算十分稳定，尤其是电子能级谱很深的时候
- 输出冗繁度控制
- Mac OS 版本
License
- 要使用此版本需要 license 支持 16.0（2016版），请检查您的lic文件。
- 已经购买了 2016 版本需要更换 license 的用户请与我们联系：sales@fermitech.com.cn。
- 需要购买新版的用户请与我们联系：sales@fermitech.com.cn。
新版的说明文档和教程
- 英文文档主站：http://docs.quantumwise.com/
- 教程：http://docs.quantumwise.com/index.html
- 说明文档：http://docs.quantumwise.com/index.html
下载最新版
注意
- VNL–ATK 2016 不再支持 RedHat/CentOS 5.x 版本的 Linux 操作系统，最低版本要求为6.x。
VNL–ATK的新功能详情
电子–声子耦合
- 电声耦合现支持非共线自旋与自旋轨道耦合计算
- 代码优化，减少内存需求并提速约10倍
- 从k点分辨生成能量分辨的散射速率，用于迁移率计算
- 这是一个很小的近似，可以显著减少计算量和内存需求，测试结果如右图
- 所有结果现都以张量形式给出（电导率、电阻率，迁移率等等）
- 新的分析选项：Seebeck 系数，热导（因此，现在可以考虑电子声子耦合来计算热电品质因数 ZT），Hall 系数、Hall 迁移率张量
- 新的非弹性散射谱（IETS）分析工具（参考计算实例的分析部分，现可以直接在图形界面中做到）
总体性能提升
- 自动多核k点并行（2015 版可用，但使用困难）：现为 ATK 计算的默认选项，k 点较少的体系支持几百核并行计算（见右图）
- 改进 LabFloor 加载远程硬盘上计算 project 的性能
- 多级别 MPI 并行支持
- HTST 计算任务
- Adaptive Kinetic Monte Carlo（AKMC）计算
- DynamicalMatrix 计算
- GlobalOptimization（晶体结构预测工具）
- IVCurve
- 例如，AKMC 三级并行（鞍点，k点与多核k点），DynamicalMatrix 计算也类似
- 改进 NEGF 计算的环路积分的并行
- 大大提速的全新的 NEB 计算实现方法
- PEXSI 对角化求解器
- 用于非常大的块体计算的 Order(N) 方法
- 也可用于等效块体（通常是器件计算的瓶颈）
- 目前仅支持 Gamma 点计算与非自旋极化计算
- 可以对 10,000+ 原子进行计算（基于SIESTA 的方法：http://arxiv.org/abs/1405.0194)，但需要几百核并行
- 用于非常大的块体计算的 Order(N) 方法
- 同时优化原子受力和晶格张力，大大提高计算速度
- 显著提高了 ATK–Classical 的计算速度（比 2015 版快 2-10 倍）
- 测试显示单机运行 ATK–Classical 与 LAMMPS 速度一样快（MPI 并行开发中）
新基组和赝势
- 全新的完整的 SG15 基组，支持 H–Bi 元素（除镧系元素）
- Delta 测试显示精度 2meV 左右
- 仅用于 GGA 计算
- 很多半芯态
- 全相对论近似
- 比 OMX 和 HGH 更软
- Medium/high/ultrahigh 精度设置
- 更多 SG15 赝势信息：http://www.quantum-simulation.org/potentials/sg15_oncv/
- OMX 基组也得到改进
离子动力学/分子动力学
- 全新的 ATK MD 框架
- 所有恒温器和恒压器支持线性加热和冷却
- 所有恒压器支持各向同性和各向异性的压力耦合和线性压缩
- 所有 MD 方法的稳定性、灵活性和性能都得到了提升
- Martyna–Tobias–Klein 恒压器（最新的算法）替换了 NPTMelchionna 方法
- 修正了ASE MD中的部分错误
- 可以实现更多灵活性，比如meta–dynamics
- 全新 MD 和结构优化中的结构限制方法
- XYZ 限制
- MD 中固定质心
- 设置目标应力的同时固定布拉维格子
- 新的 MD 框架可以实现自定义结构限制（例如：使用简单力场作为限制）
- 根据 NEB 反应路径的斜率快速估算HTST速率的指前因子
- 在开始和结束计算时给出NEB路径两端没有优化好的警告
- 新的 ATK–Classical 经验势
- MEAM：非常灵活的经验势类型，适用于金属和共价体系
单电极/表面结构
- 全新的、革新性的计算方法，不使用 slab 近似模型进行表面计算，而是采用NEGF方法与真实的物理边界条件结合的方法
- 与 slab 模型相比，计算材料表面时可以有更好的系统收敛性，更节约计算量
- 表面格林函数的数值环路积分与 DFT 结合，与双电极器件模型类似，不过只有一个电极（基底）
- 正确描述体相与表面、吸附分子之间的电荷转移（slab 模型中电荷转移会导致体相带电，从而改变费米能级）
- 在表面上施加真实的偏压，不需要偶极校正，计算表面反应能垒时尤为重要
- 应用例子
- 功函数计算
- 分子吸附
- 多相催化
- 表面反应（MD、NEB 计算）
计算脚本生成器更新
- 设置 MGGA–TB09 的 c 参数
- 改进 Analysis from file 功能
- 可以读取 DynamicalMatrix 和 HamiltonianDerivatives 等其他量
- 查询 NC 文件显示可用的对象 ID
- 设置 Poisson 方程求解中的介电常数
- 设置 checkpoint 文件和时间间隔
- 新版结构限制编辑器
- 可用于 DynamicalMatrix 计算
- 更灵活的设置初始自旋
- 设置并行等计算性能选项
计算作业管理更新
- 连接远程服务器的诊断工具
- 可以单独为每个计算作业在远程服务器上设置工作目录
- 稳定性改进
VNL中的 3D 和 2D 作图功能更新
- 动画和其他工具中自动将超出元胞的原子折叠回元胞
- 显示周期性重复的相同原子
- Fuzz factor：控制原子间连键的显示与否
- 三维中多个光源
- 更好的二维数据图（采用 matplotlib）
- 新的复数能带结构的 2D、3D 作图方式
- 布里渊区显示
- 新的三维空间数据渲染样式：voxel 模式、点云模式
- 晶体多面体显示方式
其他代码支持插件
- 新的 QuantumEspresso 输入文件生成插件
- 同时新增部分结果可视化方法
- VASP 输入文件生成插件更新
- 设置结构限制
- 预览 INCAR
- 添加自定义 INCAR 行
- 导入 LAMMPS 轨迹快至 20 倍
- MBNExplorer 导入导出
- Cclib：导入多种量子化学代码的文件
- Packmol：内嵌于 Builder 中，用于 MD 初始结构建模，可以将分子填充于一个晶胞内
- PyMatGen：包含在安装包内
License 更新
- 在开始计算时获取整个计算作业所需 license，并一直保持到计算脚本完全结束才将license退还
- 一个 N 个 MPI 进程并行的 NEB 计算作业现在仅需要 1 个 Master 和 N-1 个 slave（过去需要 M 个master，M 为 NEB images 的个数）
- 规则同样适用于 AKMC、IVCurve 等高一级的并行计算
- 添加 –X 参数以避免加载 NanoLanguage 模块快速启动
- LM–X Linux 版更新至 4.8.1
- 修复了 license server 脚本的bug
- 新的license设置过程，内置于 VNL 中
- 用户设置向导，即使用户没有 license
- 在 VNL 中随时重新设置
- 更明显的选项，方便获取演示版 license
- 更好的错误检查
平台更新
- Mac OS 版本更新
- 更好的支持 Unicode，现可以用中文命名计算 project
- 不再支持 RedHat/CentOS 5
- libXC 升级
- 从 Qt4 升级至 Qt5
更多更新
- 数据库功能支持直接在线查询 Crystallography Online Database
- Ozaki equilibrium contour：实现了器件计算中求算平衡密度矩阵的高度稳定计算，尤其是电子能级很深的情况
- 输出冗繁度控制ATK计算过程中的输出信息情况
- 新的k点网格
- Gamma–中心偶数 Monkhorst–Pack k点网格
- 一般的k点网格平移
- 电子或声子透射谱计算中使用规则的k点网格采样，包含布里渊区的边界
- 也可以实现仅采样布里渊区的一个部分
- Gamma–中心偶数 Monkhorst–Pack k点网格
- 现可以得到完全 Hartree 势
- 因此，“ElectrostaticDifferencePotential”改名为“HartreeDifferencePotential”（单位：eV）
- ElectrostaticDifferencePotential 和 ElectrostaticPotential 可以计算（-1/e*HartreePotential，单位：V）
- 新 Hubbard+U 方法，按角动量在赝势投影算符中添加能量移动（与平面波程序类似方法）
- 结构类型的新的函数方法，如setCartesianCoordinates（用于移动原子）
- DFTB 添加 Evac 关键字（与 Huckel 方法一样）
- 所有关联泛函和基组现都可以用于 MGGA
- 正二十面体建模工具
- 极大的改进了物理量引擎
- 避免错误，更灵活的标记方式
- 可以使用不同的素单胞–惯用单胞转换矩阵
- UnitCell 格子也可用
- VNL 崩溃错误信息 “crashlog”产生即弹出，给用户更清楚的出错信息
