KITE：大分子、无序晶体和异质结构的电子结构及响应函数的高性能精确建模
介观与纳米尺度物理
2020-03-16 v2 材料科学
计算物理
摘要
我们介绍 KITE，一个通用的开源紧束缚软件，用于对具有数百亿原子轨道（N~10^10）的大规模分子和凝聚态系统的电子结构及量子输运性质进行精确的实空间模拟。KITE 的核心用 C++ 编写，具有多功能的 Python 接口，并针对共享内存多节点 CPU 架构进行了全面优化，因此具有可扩展性、高效且快速。KITE 的核心是晶格格林函数的无缝谱展开，这使得能够以均匀收敛性和对能量分辨率的精细控制进行通用目标函数的大规模计算。我们展示了多项功能，包括无序材料的局域态密度和光电子能谱模拟，以及在静磁场和自旋轨道耦合存在下光学电导率张量的大规模计算和实空间波包传播。通过高效的域分解技术进行实空间格林函数的即时计算，使 KITE 在其多线程性能中实现了近乎理想的线性标度。晶体缺陷和无序，包括空位、吸附物和带电杂质中心，可以通过 KITE 的直观界面轻松设置，为用户友好地大规模量子模拟受各种扰动和外部条件影响的分子、无序晶体和异质结构的平衡与非平衡性质铺平了道路。
引用
@article{arxiv.1910.05194,
title = {KITE: high-performance accurate modelling of electronic structure and response functions of large molecules, disordered crystals and heterostructures},
author = {Simão M. João and Miša Anđelković and Lucian Covaci and Tatiana Rappoport and João M. V. P. Lopes and Aires Ferreira},
journal= {arXiv preprint arXiv:1910.05194},
year = {2020}
}
备注
38 pages, 13 figures, 3 tables. Published version