CFOUR

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最新版本: 
2.0beta
评分: 
3

简介  
ACES II是执行高阶量子化学从头计算的一系列程序。它的主要优点是用“多体”技术处理电子关联,如,多体微扰理论(MBPT)和耦合簇,准确计算原子和分子的能量以及特性,特别是(1)用各种耦合簇(包括CCSD,CCSD(T),CCSDT)模型计算能量的二阶导数,以及(2)执行运动方程耦合簇线性响应理论(EOM-CC/CC_LR),用于研究电子激发,电离或电子亲和态。
ACES II是试验性的代码,不断有新的功能添加到其中,并不断进行改进(主要由Austin大学的J. J. Stanton小组,Mainz大学的J. Gauss小组和Budapest大学的P. G. Szalay 小组完成)。ACES II程序最早是于上世纪九十年代初由Florida大学的R. J. Bartlett小组开发。此后,对大部分代码做了进一步开发:1991 - 1995在Karlsruhe(开发了用于计算NMR位移的方案),从1993年开始在Austin(开发了用于EOM方法的梯度技术),从1995年开始在Mainz(开发了CC的解析二阶求导),从1997年开始在Budapest,以及目前在Gainesville正在进行的工作。
在1995年的时候。这个版本的ACES II程序与Florida大学的原始版本ACES II是一致的,此后分别维护和发布。2009年4月,ACES II-MAB更名为CFOUR。

功能  
ACES II-MAB 2005的功能:
1. 单点能计算
  可以在以下级别用闭壳层(RHF)、开壳层(UHF)和限制性开壳层(ROHF)参考函数执行单点能计算:HF-SCF,MBPT(2),MBPT(3),MBPT(4),CC2,CCD,CCSD,CCSD+T,CCSD(T),CCSDT-n (n=1,4),CC3,CCSDT。此外,还可以进行Brueckner-CCD (B-CCD)和B-CCD(T),轨道优化CC (OO-CC),幺正CC (UCC)以及使用QRHF参考函数的CC计算。
  对于开壳层体系,除了通常(使用UHF,ROHF,QRHF或参考函数的)基于自旋和轨道的CC方案以外,还可以执行部分自旋匹配CC(SA-CCSD)和自旋限制CC(SR-CCSD)的计算。
  此外还提供了处理开壳层单重态的双行列式CC (TD-CC)方案。
2. 几何优化
  可以对以下方案用解析梯度执行几何优化:HF-SCF,MBPT(2)/MP2,MBPT(3)/MP3,MBPT(4)/MP4,CC2,CCD,CCSD,CCSD(T),CCSDT-n (n=1-4),CC3,CCSDT。
  除了只能用RHF参考函数的CC3,CCSDT-n和CCSDT以外,几何优化可以使用RHF,UHF,ROHF和QRHF参考函数。其它的方法总是可以使用数值梯度。
3. 一阶特性
  对于可进行解析梯度计算的所有计算方法,可以求解一阶特性(偶极矩,四极矩,电场梯度,自旋密度,等)。
4. 二阶特性
  使用解析导数技术的二阶特性(谐振频率,电偶极极化率,NMR化学位移,自旋-转动常数,间接自旋-自旋耦合常数,磁化率,转动g-张量,电子g-张量,等)可用于:HF-SCF (RHF,UHF,ROHF),MBPT(2)/MP2 (RHF和UHF),MBPT(3)/MP3 (RHF和UHF),MBPT(4)/MP4 (RHF和UHF),CCD (RHF和UHF),CCSD (RHF和UHF),CCSD(T) (RHF和UHF),CCSDT-n (n=1-4,RHF),CCSDT (RHF)。对于其它方法,可以用基于能量和/或解析梯度的数值微分方案计算谐振频率和极化率。
5. 线性响应特性和二次响应特性
  在响应理论的框架内,可以对CCSD (RHF和UHF)和CC3 (RHF)计算线性响应特性和二次响应特性(例如静态的和含频的极化率、超极化率)。
6. 用CC-LR EOM-CC计算激发态、电离态或电子亲和态
  可以计算激发态的有:CIS/TDA (HF基态描述),RPA (HF基态描述),CIS(D) (MBPT(2)基态),CCSD(2) (MBPT(2)基态),CC2 (CC2基态),CCSD (CCSD基态),CCSDT-n (CCSDT-n基态),CC3 (CC3基态),CCSDT (CCSDT基态)。
  除了CCSDT-n,CC3和CCSDT以外的所有方案,还可以用UHF和ROHF参考函数处理开壳层。
7. 电子激发态、电离态或电子亲和态的几何优化
  用于研究激发态的解析梯度可用于:CIS/TDA,CIS(D),EOM-CCSD(2)和EOM-CCSD。
8. 非谐力场计算
  非谐(即三次和半对角的四次)力场以及有关光谱特性(振-转相互作用,非谐振常数,等)可以用有限差分和解析二阶求导技术进行计算。
9. 振动平均特性
  对于所有可进行非谐力场计算的方案,还可以计算零点能、偶极矩的温度校正、结构、距离、NMR化学位移、极化率、间接自旋-自旋耦合常数,等。
10.有限差分
11.有限场计算
12.BSSE
  可在单点能计算中研究基组重叠误差。
13.局域化轨道
  在局域MP2计算中可以(用Pipek-Mezey标准)计算和使用局域化轨道(虽然执行效率不高)。
14.支持一直到i-函数的基组。
  在能量和梯度计算中,最高可使用到i-函数。
15.Mulliken布居分析
  可以对HF-SCF和电子关联密度矩阵执行Mulliken布居分析。
16.到JMOL和MOLDEN的图形接口
  具有到JMOL(结构)和MOLDEN(分子轨道、电子密度)的图形接口。
17.其它
  到MRCC的接口,执行单参考或多参考的CC,CI计算。
  到GIMIC的接口。GIMIC(Gauge-Including Magnetically Induced Currents),是一个对闭壳层分子计算磁感应电流密度的程序。它使用GIAO来改善基组关于磁标准原点的收敛。要获得代码,请访问http://jonas.iki.fi,或联系作者Jonas Juselius <firstname.lastname@chem.uit.no>。

CFOUR 1.0的新功能:
1. 改善了MRCC程序接口。
2. 改善了GIMIC程序接口。
3. 单电子自旋轨道HF-SCF。
4. 结构的标量相对论校正。
5. 用DPT2对能量进行相对论校正。
6. 新的ECP程序,包含二阶导数。
7. 所有方法支持冻芯。
8. MP1,MP2,和CCSD理论级别的DBOC。
9. 大多数功能实现MPI并行化。
10.能量计算支持到1500个基函数。
11.到NEWTON-X的接口。
12.到DIRAC的接口。
13.到图形界面程序JMOL,MOLDEN,和MOLEKEL的接口。

CFOUR 2.0beta的新功能:
1. 基于AO的CCSD稀疏矩阵代码
2. 新的模块NCC计算RHF CCSDT,CCSDT(Q),和CCSDTQ能量
3. 冻芯近似下的高效梯度
4. SCTST
5. 非绝热处理使用分块对角化
6. EOMIP-CCSDT和EOMDIP-CCSDT
7. 改善内坐标代码
8. vcc执行并行CCSD(T)
9. Mk-CCSD,Mk-CCSD(T),Mk-CCSDT
10.Mk-CC的梯度
11.并行CCSDT,Mk-CCSD,和Mk-CCSDT
12.SO-CCSD/SO-CCSD(T)能量和梯度
13.结构外推
14.六次离心畸变常数
15.X2C能量和梯度
16.高斯核模型