問下各位老司機,研究生量子化學(基礎電子結構理論)教學大家一般都用什麼軟體?

時間 2021-05-11 19:24:56

1樓:「已登出」

DFT/MP2/雙雜化等可以用ORCA,免費,支援方法多,開了RI純泛函速度飛起,大體系無壓力,除非做振動分析。順帶可以講講RI近似是怎麼來的。還能用DLPNO-CCSD(T)這種高檔貨。

gaussian的話確實最常用,功能也很全,但是商業軟體支援的方法雖然多但比較新的方法沒有跟上。想讓學生更深入的理解原理用GAMESS-US也不錯。

NMChem初學用不到,目前來說除了約束性DFT和VSCF這種顯然跟初學沒啥關係的功能以外基本沒啥優勢。

Molpro和PySCF一起說,這兩個基本用來做多參考/後HF的吧,Molpro是商業軟體,類似的可以用OpenMolcas,一般的功能都有,開源免費,還有同樣開源免費的MRCC,對各種高階的後HF方法基本都有二階解析導數,很強大但速度比較慢,用來講方法足夠了。PySCF效率據說不錯,但沒用過。

基本就這麼多吧,固體/週期性體系是另乙個故事,這裡就說孤立體系。

2樓:MichaelBishop

如果想讓學生深入理解,pyscf是不錯的;也可以直接用jupyter notebook寫乙個諧振子或extended Huckle model的作為初期教學。

如果需要免費的,可能就要firefly、orca、gamess、cp2k、pwscf、abinit 之類的。主要看相應的教程多不多,有沒有友好的圖形介面(每個都用babel轉會引起學生對計算化學發展的質疑)。

像是molcas molpro之類的主要是多組態,個人感覺不適合入門教學,用了可能學生也不是很能理解。

3樓:ppy

推薦Gaussian,這是目前量子化學最主流的軟體。課程講理論,用Gaussian的結果作例子。都研究生了,不需要去講Gaussian的操作,對於一些不易於處理的東西,教師可推薦其他的開源軟體讓學生根據他們自身興趣以及水平做些projects。

所以對於這種,Gaussian只是個工具,去幫助求解計算化學裡面的方程式。理論才是重點。

4樓:

插句嘴:實驗背景學生的思維是頂而下(top-down)的,但理論組的思維是底而上(bottom-up)的。得和給理論組學生上課逆著邏輯講,由表及裡,挖下去再翻上來懂的快。

5樓:

助教配的好就都不是事。

分享一下Garnet Chan講授「Advanced Quantum Chemistry」的情況。講五周,每週三次課,每次一小時。前兩周講完HF,基組,提了一些HF中體現對稱破缺、MPS等。

作業用PySCF。Python入門交給助教幫忙。作業有乙個題計算Fermi Hole。

然後是CI、MP2、MRCI,大小一致性。最後以二次量子化、Wick定理、Feynman圖結束。中間穿插了三十分鐘DFT。

順帶說一下這個是高年級本科生和研究生一起上的課。

我寫了乙個作業題,用PySCF算若干個He原子的Full CI,我用我的蘋果本算完了,也還好。

我在NYU當過計算化學助教,是因為選課人數達到了歷史新高,足足有5名學生選這門課(往年最多4個學生選),所以在研究生之外要另配一名助教。幫學生成功登陸學校的伺服器、安裝anaconda、教他們VMD、GaussView,然後就是平時他們提任務出錯、結果出錯的時候幫他們解決問題。還要做一遍作業,作為標準答案。

還要host office hour,每週一下午,4小時。第二年選課人數又創歷史新高,7個人選課,就安排了3個人,我和另外兩名高年級PhD學生做。又摸爬滾打一學期。

我們這邊(上海大學物理系)有不少課題組用Material Studio,操作上有老生教新生,所以我可以專門給學生科普基礎知識。

6樓:翟羽

誒。一般這種課都是光說不練的啊。講純理論。

畢竟講CAS、CI、CC還是Molpro舒服,講DFT還是Gaussian香。要是講很高階的CC好像得nwchem,算極化率等性質用Dalton。說起前景來可能orca更合適一般的實驗研究,做材料的根本不用這些,用vasp或者qe吧。

如果實在要配個實作,就用b3lyp/6-31g用GaussView搞個水。

7樓:

對於零基礎的學生,我想沒有比Gaussian更合適的入門量化程式。Gaussian的輸入檔案寫起來簡單,手冊、各種參考資料也很容易查。

如果需要讓學生嘗試自己實現簡單的量化方法(比如RHF),我推薦選擇Psi4或PySCF作為教學工具。我個人比較喜歡Psi4,所以特意提了它,相反我沒使用過PySCF。(Psi4有乙個跟教學有關的Project:

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