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Wien2k 16.1——量子化学软件
Wien2k使用密度泛函理论计算固体的电子结构。它基于键结构计算最准确的方案——完全势能(线性)增广平面波((L)APW)+局域轨道(lo)方法。在密度泛函中可以使用局域(自旋)密度近似(LDA)或广义梯度近似(GGA)。WIEN 2000使用全电子方案,包含相对论影响。
功能:
※ 计算固体特性
键能和态密度,电子密度和自旋密度,X射线结构因子,Baders的“分子中的原子”概念,总能量,力,平衡结构,结构优化,分子动力学,电场梯度,异构体位移,超精细场,自旋极化铁磁性和反铁磁性结构),自旋-轨道耦合,X射线发射和吸收谱,电子能量损失谱计算固体的光学特性.
※费米表面
※LDA,GGA,meta-GGA,LDA+U,轨道极化
※中心对称和非中心对称晶格,内置230个空间群
※图形用户界面和用户指南
※友好的用户环境W2web(WIEN to WEB)可以很容易的产生和修改输入文件
※帮助用户执行各种任务(如电子密度,态密度等)
图形用户界面和用户指南
用户友好环境的W2web("WIEN to WEB"),您可以很容易地创建并使输入适合各种应用。还能引导您去执行各种任务(比如:电子密度和DOS等)。您还可以下载用户指南(155页),上面介绍了各个任务执行的步骤,输入和输出文件等。
可视化程序
现有版本的WIEN to WEB的接口直接能可视化和接口绘制工具XCrysDen。您可以绘制结构、2D和3D 电子密度、创建K格和可视化Fermi表面。
Balsac是一个有高质量打印输出的结构可视化软件包。并包含了外部界面程序。
VENUS是结构可视化软件包和3D电荷密度绘图工具。它能直接读取WIEN2K结构文件。
XYZ格式,有可用的接口程序。
系统要求
该软件是用FORTRAN90语言编写的, 可以在Unix平台或其他所有的平台上运行(Linux-PCs, IBM RS6000, HP, SGI, COMPAC-alpha, SUNs). 安装的同时需要安装语言编译器(Intel ifort compiler + Intels mkl-libarary).
需要至少128MB的内存(每个单位细胞约10个原子)。我们建议用512或1024 MB的内存和1 或2GB的交换分区(后者更适合)。在内存为1至2GB工作站的系统中每单位细胞可处理高至100个原子. 1 GB的磁盘空间是必需的,如果计算量大的话,需要10至100GB的空间.
K点并行计算是可以的,并能高效地在运行在PC群上(100MB带宽就可以满足), 提供了常用的NFS-file system系统和配置了登陆入口(rsh或ssh).
单个K点的并行计算也是可以的.它需要更快的网络速度(100MB的带宽是不够的),MIP, FFTW 和Scalapack.
为了使用所有的选项,包括图形用户界面和XCRYSDEN,您必需安装以下软件包:ghostview (+png support), gnuplot (+png support), acroread (or similar), graphical www-browser (Netscape), Perl.
The program package WIEN2k allows to perform electronic structure calculations of solids using density functional theory (DFT). It is based on the full-potential (linearized) augmented plane-wave ((L)APW) + local orbitals (lo) method, one among the most accurate schemes for band structure calculations. WIEN2k is an all-electron scheme including relativistic effects and has many features. It has been licensed by more than 1500 user groups.

General remarks on WIEN2k
WIEN2k consists of many independent Fortran90 programs, which are linked together via C-shell scripts. You can run WIEN2k using any www-browser and the w2web interface, but also by typing short specialized commands.

The main tasks are:
Define your structure (cif-file import, spacegroup support, symmetry dedection)
initialize (semi-automatic guided input generation)
run scf-cycle (with/without simultaneous optimization of atomic positions)
Calculate some properties ("Guided Tasks" in w2web)
write a publication (NOT yet supported in w2web, you must do it yourself)

Calculated properties
Energy bands and density of states
electron densities and spin densities, x-ray structure factors
Baders’s "atoms-in-molecule" concept
total energy, forces, equilibrium geometries, structure optimization, molecular dynamics
Phonons, with an interface to K.Parlinski’s PHONON program
electric field gradients, isomer shifts, hyperfine fields
spin-polarization (ferro- or antiferromagnetic structures), spin-orbit coupling
x-ray emission and absorption spectra, electron energy loss spectra
optical properties
fermi surfaces
LDA, GGA, meta-GGA, LDA+U, orbital polarization
centro- or non-centrosymmetric cells, all 230 spacegroups built in

WIEN2k-Computer requirements
The program is written in FORTRAN90 and runs under Unix on practically all platforms (Linux-PCs, IBM RS6000, HP, SGI, COMPAC-alpha, SUNs).
The most efficient platform changes rapidly with time, although we expect that the best price/performance ratio will also in future be some Linux PC (For current benchmark tests click here ). Install the Intel ifort compiler + Intels mkl-libarary (there is a free non-commercial version at www.intel.com) or the goto-blas .
It requires at least 128 MB memory for small systems (to about 10 atoms per unit cell) or more for larger systems. We recommend 512 (1024) MB memory and 1 (2) GB swap space (don’t forget to configure the latter!). We have treated systems up to 100 atoms per unit cell on workstations with large memory (1-2 GB). 1 GB (or more (10-100GB) for large cases) of disk space is required.
k-point parallelization is possible and highly efficient on a cluster of PCs (100 Mbit network is enough), provided a common NFS-file system is available and login (rsh or ssh) is configured properly.
A fine grain parallelization for a single k-point is also available. It requires fast communication (shared memory or fast networks, 100Mb Ethernet is not sufficient), MPI, FFTW and Scalapack.
In order to use all options (including the graphical user interface or XCRYSDEN) the following public domain packages must be installed on your system: ghostview (+png support), gnuplot (+png support), acroread (or similar), graphical www-browser (Netscape), Perl.

Graphical User Interface and User’s Guide
A user-friendly environment W2web ("WIEN to WEB") makes it easy to generate or adapt inputs for many applications. It also guides the user to perform various tasks (e.g. electron densities, DOS, etc.).
Interface to external visualization programs
The current version of the "WIEN to WEB" interfaces directly with the visuatization and rendering tool XCrysDen. You can render the structure, plot 2D and 3D electron densities, generate k-meshes and visualize Fermi-surfaces.
Balsac: A structure visualization package with high quality printout. External interface programs are included.  VENUS: A structure visualization package + 3D charge density redering. It can read directly the WIEN2k-structure files. For charge density redering an additional python script from M.Arai is necessary.  XYZ-Format: Interface program is available.