Přejít k obsahu


Finite element method in density functional theory electronic structure calculations

Citace: [] VACKÁŘ, J., ČERTÍK, O., CIMRMAN, R., NOVÁK, M., ŠIPR, O., PLEŠEK, J. Finite element method in density functional theory electronic structure calculations. In Advances in the Theory of Quantum Systems in Chemistry and Physics, Progress in Theoretical Chemistry and Physics. Heidelberg : Springer, 2012, s. 199-217. ISBN: 978-94-007-2075-6
Druh: KAPITOLA V KNIZE
Jazyk publikace: eng
Anglický název: Finite element method in density functional theory electronic structure calculations
Rok vydání: 2012
Místo konání: Heidelberg
Název zdroje: Springer
Autoři: Jiří Vackář , Ondřej Čertík , Ing. Robert Cimrman Ph.D. , Matyáš Novák , Ondřej Šipr , Jiří Plešek
Abstrakt CZ: Popisujeme open source konečně-prvkový balík SfePy (Simple Finite Elements in Python, http://sfepy.org) a jeho použití k ab-initio výpočtům elektronových stavů v rámci funkcionálů hustoty. Naše počítačová implementace je nový robustní kód pracující v reálném prostoru, založený na (i) teorii funkcionálů hustoty, (ii) metodě konečných prvků a (iii) pseudopotenciálech reflektujících prostředí. Tento přístup přináší novou kvalitu pro řešení Kohn-Shamových rovnic, výpočet elektronových stavů, totální energie, Hellmann-Feynmanových sil a materiálových vlastností zvláště u nekrystalických neperiodických struktur. Hlavní výhoda uvedeného přístupu spočívá v kombinaci efektivního řízení konvergence standardní, univerzální báze průmyslově prověřené metody konečných prvků, vysoké přesnosti ab-initio pseudopotenciálů a použitelnosti neomezené na elektricky neutrální periodická prostředí. Dále jsou ukázány numerické příklady ilustrující výstupy metody.
Abstrakt EN: We describe the open source finite element package SfePy (Simple Finite Elements in Python, http://sfepy.org) and its application to ab-initio calculations of electronic states within the density-functional framework. Our computer implementation is a new robust ab-initio real-space code based on (i) density functional theory, (ii) finite element method and (iii) environment-reflecting pseudopotentials. This approach brings a new quality to solving Kohn-Sham equations, calculating electronic states, total energy, Hellmann-Feynman forces and material properties particularly for non-crystalline, non-periodic structures. The main asset of the above approach is an efficient combination of excellent convergence control of standard, universal basis used in industrially proved finite-element method, high precision of ab-initio pseudopotentials, and applicability not restricted to electrically neutral periodic environment. We present also numerical examples illustrating the outputs of the method.
Klíčová slova

Zpět

Patička