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NAO基组DFT

misaraty 更新 | 2025-11-21
前言
简介一些基于NAO(Numerical Atomic Orbitals)基组的DFT软件。

FHI-aims(全电子NAO)

  • FHI-aims是基于全电子数值原子轨道(NAO)的高精度DFT软件,采用严格可控的全电子描述,既适用于分子、簇,也适用于周期性固体体系。其基组分级体系(light/tight/really_tight)可在效率与精度之间灵活平衡,并支持GW、BSE、RPA、MP2、CC等高阶方法,适合用于能带结构、缺陷态、激发态和材料基准数据的高精度计算。FHI-aims在提升精度的同时保持了较好的效率,非常适合需要全电子可靠性的材料科学研究和机器学习训练基准生成。

SIESTA(赝势+NAO)

  • SIESTA采用赝势与数值原子轨道(NAO)相结合的方式,以极高的计算效率著称,可处理上千甚至上万原子的复杂体系。得益于局域化NAO基组与实空间网格的耦合,它在结构优化、表面吸附、二维材料、MOF、界面系统及分子动力学中表现突出。SIESTA支持自旋极化、SOC、DFT-D、NEB、MD等常用功能,并可与TranSIESTA实现NEGF量子输运分析,是大尺度材料模拟和高通量研究中最常用的轻量级DFT工具之一。

OpenMX(赝势+PAO/NAO)

  • OpenMX基于赝势与数值原子轨道(PAO)构建,强调在材料模拟中的高效率与灵活性,特别适合低维材料、磁性体系、拓扑材料、电极界面等应用方向。其优势包括对非共线磁性、自旋轨道耦合(SOC)、Berry相、最大局域化Wannier函数(MLWF)以及NEGF输运等功能的良好支持。OpenMX在电子结构、磁性态、输运与功能材料研究中具有相当广泛的应用,是一款兼顾效率与拓展性的实用DFT软件。