計算物理和計算材料有哪些常用的軟體包、計算庫？

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給我們組的code做個廣告。

老闆應該給我午餐加雞腿漲工資

點贊的多，有大量需求我會考慮出一份tutorial

Tutorial請移步 cp2k知乎專欄CP2K Tutorial

目前正在申請專欄，出一個系統的教程

大家找一找哪個軟體一條都是綠色的

CP2K啊！！

此code已經開發維護十餘年，目前還在活躍的開發中。產於瑞士 ，code跟瑞士軍刀一樣，啥都能幹啊。DFT, Post-HF, FF, DFTB, MD, MC, AIMD等等啊，只有你想不到沒有做不到！！而且是免費的啊，scaling幾萬個核沒壓力啊！performance甩VASP幾條街啊。

當然上手困難。不過對於學量化的，這不應該是問題啊。

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用過的Density Functional Theory （DFT） 有：

ABINIT、 VASP、 Quantum Espresso、OpenMX、 SIESTA、 WIEN2k、Elk、Exciting、Octopus（TDDFT）等，學習源代碼推薦OpenMX。

GW/BSE有：

BerkeleyGW、Yambo、RGWBS等

Quantum Monte Carlo有：

Casino、QWalk等

Quantum Chemistry有：

NWchem、GAMESS、Gaussian等

Molecular Dydamics有

GROMACS、LAMMPS、OpenMD、NAMD等

Finite Element 就更多了，不一一列舉，用過COMSOL，很強大。平時科研常用的編程語言有Mathematica、Matlab、Fortran、Python、C++還有一些shell script等。

補充幾個很久以前用過的，用來研究photonic crystal的MPB和Meep，還有研究磁性體系的VAMPIRE。

更多軟體參考： DFT codes documentation

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用過的：GroMaccs，格羅寧哥大學開發的。

LAMMPs，Sandia lab開發的，性能很強。但有一套自己的程序設計語言（不難）。感謝提問者@霍開拓大哥在LAMMPs方面的強勢carry。

沒用過的：CHARMM（Harvard），Amber，NAMD。

平面波：VASP，QuantumEspresso

能做蒙特卡洛的就多了。

量子模擬還沒學會，不說。

本人準備開始寫一個python package專門用來做分子動力學做一門課的final project。所有代碼全部開源。

將來可以:

import molecorn as mo

import matplotlib.pyplot as ply

Altermann=mo.moleculardynamics(N=91,T=301,P=1926)

print (Amtermann)

plt.plot(Altermann)

了。

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ALPS

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先貼個計算化學軟體列表，主要用於分子模擬、量子力學計算、第一性原理計算等，應該滿足題主計算材料需求，量子化學和固體物理學軟體列表。本人用過LAMMPS，不知道列表怎麼沒列出。軟體介紹晚上更新

補充1

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量子化學網有個更詳細得軟體列表：量化軟體 | 量子化學網，包括軟體簡介以及軟體功能，它按照軟體類型分為從頭電子結構、緊束縛方法、密度泛函、蒙特卡洛、分子力場、分子動力學、半經驗方法、輸運相關、集成計算平台、可視化等等，很詳盡。

如wiki列表第一個軟體ABINIT

補充2

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介紹幾個商業GUI的軟體

• Virtual NanoLab，材料與器件模擬平台

Atomistix ToolKit (ATK) 可以計算納米結構和材料的電子、磁學、光學、力學、熱學等多種性質。尤其是，ATK可以計算納米器件的電子輸運特性，既包括彈道隧穿情況，也可以考慮電子-聲子散射。ATK還包含了先進的分子動力學計算引擎。

Virtual NanoLab (VNL) 為用戶提供了方便易用的圖形用戶界面，可以輕鬆的完成各種任務，Python的編程介面則允許有經驗的用戶實現複雜的計算流程或進行高級的數據分析。VNL還可以單獨使用，因為VNL還為VASP、LAMMPS、ABINIT、Quantum Espresso等其他代碼和程序提供介面。用戶可以使用VNL進行幾何結構模型構建、設置計算參數，讀入、分析結構。用戶還可以自己編程設計自己的介面，實現文件格式交換、數據處理作圖、設計新型結構，等等。

該軟體學術試用免費，需教育郵箱註冊。

• Material Studio,材料模擬計算平台

這個軟體應用好像挺廣泛的

Materials Studio是美國BIOVIA公司用於材料科學研究的主要產品，採用了世界領先的模擬計算思想和方法，如量子力學（QM）、線性標度量子力學(Linear Scaling QM)、分子力學(MM)、分子動力學(MD)、蒙特卡洛(MC)、介觀動力學(MesoDyn)和耗散粒子動力學（DPD）、統計方法、QSAR等多種先進演算法和X射線衍射分析等儀器分析方法。

應用方面:

? 金屬材料研究

? 無機非金屬材料研究

? 納米材料研究

? 高分子及其複合材料研究

? 表界面研究

? 化學反應研究

? 含能材料研究

? 生物、醫藥研究

? 在晶體結構、形貌研究中的應用

? QSAR 的應用

? Perl 語言的應用

可以載入DMol3等開源模塊

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自己來答一下

目前自己在用的lammps和vasp，都還不熟。

1. lammps，常用的分子動力學模擬軟體。LAMMPS簡版手冊

2. vasp，常用的第一性原理計算軟體包。上手相對輕鬆點。

3. phonopy網友介紹的聲子譜計算軟體包，還沒用過。

4. ALAMODE

什麼是ALAMODE？

ALAMODE是一種開源軟體，用於分析固體的晶格非平衡性和晶格熱導率。通過使用諸如VASP和Quantum ESPRESSO的外部DFT封裝，您可以使用ALAMODE直接提取諧波和非諧波力常數。使用計算的非諧力常數，您還可以從第一原理估計晶格熱導率，聲子線寬和其他非諧聲子屬性。

特徵

●基於超晶胞方法提取諧波和非諧力常數

●適用於任何晶體結構和低維繫統

●準確處理平移和旋轉不變性

●介面VASP，Quantum-ESPRESSO和xTAPP代碼

●主要用C ++編寫，與MPI + OpenMP並行化

諧波特性

●聲子色散

●聲子DOS，原子投射聲子DOS

●雙聲子DOS

●振動熱力學函數（熱容，熵，自由能）

均方位移

●聲子模式的動畫和可視化（需要VMD或XCrysDen）

●3聲子散射相空間

●聲子 - 同位素散射率

●聲子局域化分析

非諧性

●通過立方力常數Grüneisen參數

●BTE-RTA晶格導熱係數

●累積導熱係數

●由3聲子相互作用引起的聲子線寬

●由於3-和4-聲子相互作用導致的聲子頻移

●溫度依賴性有效勢法

鏈接

●下載頁面：http://sourceforge.net/projects/alamode

●Git庫：http://github.com/ttadano/alamode

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安利一下我們組的GW軟體包 WEST ( Without Empty STates) WEST-code，基於Quantum Espresso 的DFT計算結果。 最大特點是GW計算中無須對虛軌道進行求和，計算量可以節省很多。

暫不支持BSE，不過快有了。

另外還有一個AIMD的code， QBox

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補充一個DFTB+，適合共價鍵體系，適合有機分子體系MD，金屬體系慎用

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LAMMPS, numpy/scipy, matplotlib, Julia也行，VMD必用。我是個有強迫症的人，沒有python wrapper的軟體要麼自己寫一個要麼不用（絕大多數是後者）

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