使用 PAOFLOW 2.0 进行材料高级建模：新特性与软件设计
材料科学
2021-08-02 v1
摘要
材料科学近期研究为设计新型量子材料与器件开辟了令人振奋的前景，但这需要对标准第一性原理软件包无法获取的性质进行定量预测。PAOFLOW 是一款通过将自洽电子波函数投影到一组原子轨道上来构造紧束缚哈密顿量的软件工具。该电子结构提供了众多材料性质，否则将不得不通过唯象模型计算。本文描述了代码近期的重新设计以及新特性与性能改进。特别地，我们实现了用于展开等价 k 点的对称操作，大幅降低了第一性原理计算的时间需求，并提供了投影到原子轨道的内部例程，从而能够生成实空间原子轨道。此外，我们在电子输运计算中加入了非常数弛豫时间模型，将哈密顿量的实空间维度加倍，并支持直接从解析模型构造哈密顿量。重要的是，PAOFLOW 现已转为 Python 包，并可流畅地直接在其他 Python 代码中调用。新的面向对象设计将 PAOFLOW 的计算例程作为类方法处理，提供了对每个计算进行显式控制的 API。
引用
@article{arxiv.2107.13026,
title = {Advanced modeling of materials with PAOFLOW 2.0: New features and software design},
author = {Frank T. Cerasoli and Andrew R. Supka and Anooja Jayaraj and Marcio Costa and Ilaria Siloi and Jagoda Sławińska and Stefano Curtarolo and Marco Fornari and Davide Ceresoli and Marco Buongiorno Nardelli},
journal= {arXiv preprint arXiv:2107.13026},
year = {2021}
}