Точность алгоритма «Divide-and-Conquer» в применении к задачам расчета электронной структуры графена и его аналогов квантово-химическими методами
- 1 д.ф.-м.н., Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики
- 2 аспирант, Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики
Аннотация
Рассмотрен вопрос о применимости алгоритма «Divide-and-Conquer» (DC) для проведения полуэмпирических квантово-хими¬ческих расчетов плоских систем типа графена и его производных, содержащих 104-105 атомов. Предложены три модификации DC-алгоритма. Обоснована высокая эффективность применения DC-алгоритма к системам, содержащим 104-105 атомов. Исследована точность вычисления матрицы плотности в рамках полуэмпирической схемы ZINDO/S для листа графена C508H62, достигаемая при применении трех предложенных модификаций DC-алгоритма. Полученные результаты показывают, что вариант DC-алгоритма с однократным вычислением уровня Ферми может быть рекомендован к использованию применительно к плоским системам типа графена и его аналогов.
Для цитирования
Маслов В.Г., Свитенков А.И. Точность алгоритма «Divide-and-Conquer» в применении к задачам расчета электронной структуры графена и его аналогов квантово-химическими методами // Электромагнитные волны и электронные системы. 2013. № 6. С. 66–73.
Список источников
- Graphene Nanoelectronics. Metrology, Synthesis, Properties and Applications. Ed. H. Raza. Heidelberg, Dordrecht, London, N.Y.: Springer. DOI 10.1007/978-3-642-22984-8.
- Carbon-Based Electronics: Researchers Develop Foundation for Circuitry and Devices Based on Graphite March 14, 2006. gtresearchnews.gatech.edu; http://gtresearchnews.gatech.edu/newsrelease/graphene.htm
- Gill P.M.W. DFT, HF and the self-consistent field. In The Encyclopedia of Computational Chemistry. Ed. by P.V.R. Schleyer. N.Y.: Wiley. 1998.
- Goedecker S. Linear scaling electronic structure methods // Rev. Mod. Phys. 1999. V. 71. № 4. P. 1085-1123. ftp://orthodox-hub.ru/ ftp2/books/_%D4%E8%E7%E8%EA%E0_%CC%E0%F2%E5%EC%E0%F2%E8%EA%E0/RevModPhys/RevModPhys%201984-2008/root/data/RevModPhys%201984-2008/pdf/RMP/v071/RMP_v071_p1085.pdf
- Bolliger C. Linear Scaling Electronic Structure Methods. July 2008. http://www.math.ethz.ch/~kressner/students/bolliger.pdf
- Hayens P.D. Linear scaling methods in ab initio quantum mechanical calculations. A dissertation submitted for the degree of Doctor of Philosophy at the University of Cambridge Christ-s College Cambridge. July 1998. http://www.tcm.phy.cam.ac.uk/~pdh1001/thesis/
- Goedecker S., Scuseria G. Linear scaling electronic structure methods in physics and chemistry // Comp. Sci. and Engin. 2003. V. 5. P. 14-21.
- Yang W., Lee T-S. A density-matrix divide-and-conquer approach for electronic structure calculations of large molecules // J. Chem. Phys. 1995. V. 103.P. 5674-5678.
- Программа расчета свойств мезосистем на основе полуэмпирических моделей квантовой химии «SEMP» / Маслов В.Г. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2009615462 от 01.10.2009 г.
- User-s manual of OpenMX Ver. 3.6 [Электронный ресурс]: http://www.openmx-square.org/openmx_man3.6/openmx.html.
- Воеводин В.В., Воеводин Вл.В. Параллельные вычисления. СПб: БХВ-Петербург. 2002.