QUANTUM ESPRESSO

  • 公開度 3 ★★★
  • ドキュメント充実度 3 ★★★

擬ポテンシャル法と平面波基底を用いた第一原理計算ライブラリ。広範な物理系に対して、密度汎関数法に基づく電子状態計算を高精度で行うことができる。基本プログラムのほかに多数のコアパッケージ・プラグインが含まれ、無償ながら研究・開発に利用できる多くの充実した機能を持つ。MPIによる並列計算にも対応している。

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Octopus

  • 公開度 3 ★★★
  • ドキュメント充実度 3 ★★★

擬ポテンシャル法と実空間基底を用いたオープンソースの第一原理計算アプリケーション。広範な系の電子状態計算・バンド計算・構造最適化などを行うことができる。時間依存密度汎関数法(TDDFT)を実装しており、化学反応や外場応答などの電子状態変化を伴う実時間シミュレーションが可能。マニュアル・チュートリアルが充実している。

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Elastic

  • 公開度 3 ★★★
  • ドキュメント充実度 3 ★★★

弾性定数などの結晶の弾性特性を計算するためのpythonルーチン集。Atomic Simulation Environment (ASE)の拡張のように書かれている。ASEやPythonの知識がなくても使用できるようスクリプトも提供されている。

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GPAW

  • 公開度 3 ★★★
  • ドキュメント充実度 3 ★★★

PAW法による第一原理計算を行うオープンソースアプリケーション。実空間差分法もしくは原子局在基底により、密度汎関数法やGW近似に基づく電子状態計算を行う。Atomic Simulation Environment(ASE)アプリを利用して計算のセットアップを行う。Cとpythonでコーディングされており、GPLに基いて公開されている。

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CASTEP

  • 公開度 0 ☆☆☆
  • ドキュメント充実度 3 ★★★

擬ポテンシャル法と平面波基底を用いた第一原理計算パッケージ。広範な物理系に対して密度汎関数理論に基づく電子状態計算を行うことができ、構造最適化・励起状態解析が可能。触媒反応や相図計算など、多くの物理現象を取り扱うことができる。有償であるが、世界的に多くのユーザーを有する。

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Yambo

  • 公開度 3 ★★★
  • ドキュメント充実度 3 ★★★

密度汎関数法から得られる波動関数をベースに、GW法やBSE法による多体問題の第一原理計算を行うアプリケーション。abinitあるいはQuantum Espressoによって出力される波動関数を利用できる。Yambo-pyというpythonインタフェースも開発が行われている。

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mVMC

  • 公開度 3 ★★★
  • ドキュメント充実度 3 ★★★

広汎な多体量子系の有効模型(多軌道ハバード模型、ハイゼンベルグ模型、近藤格子模型など)の基底状態の高精度な波動関数を変分モンテカルロ法によって数値的に求める有効模型ソルバーパッケージ。グッツヴィラー・ジャストロー、ダブロン-ホロン束縛因子の相関因子を取り扱うことが可能であり、一万以上の変分パラメータを最適化することが可能である。また、量子数射影によって量子数を指定することで低エネルギー励起状態も求めることが可能である。

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pymatgen

  • 公開度 3 ★★★
  • ドキュメント充実度 3 ★★★

物質解析のためのpythonライブラリ。物質構造に関する柔軟なクラスが整備され、結晶構造や各種物性データを効率よく取り扱うことができる。相図・電位pH図・拡散係数解析を行うことができるほか、バンド構造や状態密度などの電子状態解析も可能。Materials Projectと連動して開発が活発に行われている。

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ABINIT

  • 公開度 3 ★★★
  • ドキュメント充実度 3 ★★★

擬ポテンシャル法と平面波基底を用いたオープンソースの第一原理計算ライブラリ。固体の電子状態計算・バンド計算や表面界面の構造最適化など、多くの系に対して密度汎関数理論に基づく第一原理計算を実行できる。チュートリアル・マニュアルが充実しており、無償ながら化学反応や格子振動などの多くの物理量を手軽に計算できる。

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FDMNES

  • 公開度 3 ★★★
  • ドキュメント充実度 3 ★★★

X線分光実験の解析を目的とした密度汎関数法に基づく第一原理計算アプリ。X線吸収端近傍構造(XANES), X線磁気円二色性(XMCD), 共鳴X線回折(RXD)などの理論予測およびデータへのフィットが可能。有限要素法による相対論的局所スピン密度近似(LSDA)計算を行い、LDA+U法やTD-DFT計算も可能。

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