软件说明
Crystal是用于研究结晶固体的周期性边界条件量化计算软件。可以计算晶体、准晶、含能材料、表面等固体周期材料,以及原子分子、团簇、纳米线、无定形结构等非周期材料的电子结构。支持HF、密度泛函(DFT)方法和多种杂化泛函。
主要功能
Crystal软件性能
● 内存管理:动态分配。
● 代码完全并行化。
● 增强了点群对称性的开发。
Crystal可视化工具
基于 web 的可视化工具,可图示能带、态密度、2D 图、振动谱和其他。
Crystal哈密顿量
● Hartree-Fock方法:包括限制 HF
(RHF)、非限制HF(UHF)、限制开壳HF(ROHF)。
● 密度泛函方法(DFT):包括半局域泛函、杂化 HF-DFT 泛函、全局杂化、分区域杂化、明尼苏达半局域和杂化泛函,以及双杂化泛函、用户自定义杂化泛函、自洽全局杂化泛函、基于数字格点的数字正交方案、色散相互作用 London类经验修正(DFT-D2)DFT-D3等。
● Grimme 结构双重修正方法取代
BSSE。
● 分子晶体复合方法:HF-3c 和 PBEh-3c。
Crystal能量导数
● 原子位置和胞参数一阶解析导数:Hartree-Fock 和密度泛函方法(LDA、GGA、mGGA、全局和区域杂化)、全电子和有效核势。
● 外电场(CPHF/CPKS)解析导数,至四阶导数:介电张量、极化率(线性光学性质)。
● 一阶超极化率(非线性光学性质):二次谐波产生、普克尔效应。
● 二阶超极化率(非线性光学性质):扩展到开壳层系统和局域杂化泛函。
● 混合线性导数,基于电场和原子位移或胞形变(CPHF/CPKS):Born 电荷张量、Raman 极化张量。直接压电张量(电子部分)。
Crystal计算类型
● 单点能计算。
● 结构优化。
● 简谐振动振动频率。
● X-H 键非谐频率。
● 自动完成晶体的弹性张量计算。
● 自动完成 E vs V 关系计算,拟合状态方程(3D)。
● 自动准简谐近似(QHA)计算热力学性质。
● 自动计算压电和光弹性张量。
Crystal基组
● Gaussian类型基组:s、p、d 和 f 轨道的 GTFs、标准的Pople基组、STO-nG,n=2-6(H-Xe),3-21G(H-Xe),6-
21G(H-Ar)、扩展计划和弥散函数、支持用户定义扩展库、支持用户指定基组。
● 赝势基组:Hay-Wadt大内核、
HayWadt 小内核、用户定义赝势基组。
Crystal周期体系
● 对所有周期性系统进行一致的处理。
● 3D晶体(230空间群)。
● 2D薄膜和表面(80层组)。
● 1D聚合物,空间群体衍生的对称性(75组)、螺旋对称(直到48阶)。
● 1D纳米管和纳米线(任意对称操作)。
● 0D分子(32点群)。
Crystal波函数分析和性质
● 能带结构、态密度
● 晶体轨道重叠和Hamiltonian Populations。
● 全电子电荷密度-自旋密度
● 晶体轨道 3D 绘图。
● 电子输运性质、电场、电场梯度。
● 介电性质
● 通过TOPOND软件包对电子电荷密度的拓扑分析,完全集成在程序中。
● 费米接触等