TURBOMOLE 7.8
DESCRIPCIÓN
Para los investigadores de todo el mundo, los cálculos químicos cuánticos son indispensables. Con TURBOMOLE, un desarrollo de la Universidad de Karlsruhe y Forschungszentrum Karlsruhe GmbH (1989-2007) y TURBOMOLE® GmbH (desde 2007), ofrecemos un paquete de programas de química cuántica muy potente y de propósito general para cálculos de estructuras electrónicas ab initio con una amplia gama de aplicaciones.
BIOVIA TURBOMOLE proporciona herramientas ultraeficientes y estables para simulaciones químicas cuánticas de moléculas, clústeres, sistemas periódicos y soluciones. Especializado en métodos con una excelente relación precisión-coste, como la teoría del funcional de la densidad (DFT) que incluye la aproximación de fase aleatoria (RPA), los métodos GW-Bethe-Salpeter, la teoría de Møller-Plesset y los métodos de conglomerados acoplados explícitamente correlacionados.
CARACTERÍSTICAS
TURBOMOLE ofrece una serie de ventajas súmamente interesante para su uso:
- Resultados hasta un 80% más rápidos
- 25% de mejora en la productividad de los investigadores
- Métodos de química cuántica computacional basados en la física
- Herramienta de última generación y vanguardia
FÁCIL DE USAR
TmoleX es nuestra interfaz gráfica de usuario fácil de usar para manejar rápidamente los cálculos de TURBOMOLE. Si bien las suites de química cuántica se han desarrollado tradicionalmente para un uso basado en línea de comandos o script (dirigido a usuarios avanzados), TmoleX le permite hacer química cuántica después de unos minutos de introducción. Es la herramienta perfecta para el uso ocasional de TURBOMOLE permitiendo:
- Generación de entradas y visualizaciones de resultados
- Constructores moleculares 3D y 2D
- Varias funciones de importación y exportación
- Un gran número de métodos y propiedades
REACCIONES
Una de las aplicaciones clave de la química cuántica es la predicción precisa y la optimización de reacciones químicas. Tareas como la optimización de catalizadores en un entorno líquido son un desafío para los científicos de todas las industrias. Se requiere una combinación de diferentes métodos y pasos computacionales y Turbomole ofrece una amplia variedad de herramientas y métodos para lograr la mejor precisión de su clase:
- Optimizaciones de rutas de reacción, búsquedas de estados de transición, escaneos de superficies de energía potencial
- Energías de alta precisión que utilizan estándares de oro como CCSD(T) o RPA
- Efectos de solvatación con una precisión inigualable utilizando COSMO-RS
- Altamente optimizado para hardware estándar, como estaciones de trabajo multinúcleo o clústeres
ESPECTROSCOPÍA
La espectroscopia es indispensable para el análisis de estructuras y el control de calidad en todos los campos de aplicación. Con BIOVIA TURBOMOLE se puede realizar la predicción y el análisis de espectros de varios métodos, tanto para espectroscopía vibracional como óptica:
- Espectros infrarrojos (IR) y RAMAN
- Dicroísmo circular vibracional (VCD)
- UV-Vis óptico (absorción en espectros UV y visible), CD (Dicroísmo Circular Electrónico)
- Espectros de absorción y emisión de vibónicos (SVL y VIPER)
DISPOSITIVOS ÓPTICOS
Los semiconductores orgánicos moleculares se pueden simular utilizando varios métodos basados en la química cuántica para predecir las propiedades de las moléculas emisoras o absorbentes de luz. BIOVIA TURBOMOLE ofrece en un flujo de trabajo automatizado propiedades como energías de reorganización, potenciales de oxidación/reducción o energía libre de solvatación de Gibbs.Los métodos de acoplamiento espín-órbita han sido pioneros en TURBOMOLE para elementos ligeros utilizando cálculos relativistas exactos de todos los electrones, funcionales DFT de próxima generación y métodos GW y clústeres acoplados de alta precisión que no sufren de fallas DFT típicas como excitaciones de transferencia de carga.
SECTORES
Las aplicaciones de TURBOMOLE involucran optimizaciones de estructuras y búsquedas de estados de transición de estados fundamentales y estados excitados electrónicamente, cálculos de energías y funciones termodinámicas, así como propiedades ópticas, eléctricas y magnéticas, y simulaciones de dinámica molecular. Para las simulaciones de materia condensada, se encuentra disponible una implementación eficiente de condiciones de contorno periódicas, modelos de solvatación e incrustaciones atomistas electrostáticas y polarizables más generales.
VERSIONES
7.8
Nuevas características
- DFT de dos componentes que utiliza condiciones de contorno periódicas (madurador de módulos) para efectos relativistas: energías, gradientes, tensor de tensión https://arxiv.org/abs/2305.03817
- Conjetura de SCF de dos componentes a partir de la superposición (no colineal) de densidades atómicas https://arxiv.org/abs/2305.03817
- TDDFT-ris: aceleración de dos órdenes de magnitud para cálculos híbridos TDDFT con un conjunto mínimo de bases auxiliares
- Funcionalidades ampliadas para la incrustación de densidad congelada (FDE):
- FDE rápido sin pasos supermoleculares en dscf y ridft, incluidas las versiones paralelas OMP y MPI
- FDE(ECP) para tener en cuenta la repulsión de Pauli
- Acoplamiento a RICC2 y PNOCCSD
- número arbitrario de https://doi.org/10.1063/5.0100393 de subsistema y https://doi.org/10.1021/acs.jctc.3c00347
- Teoría de la respuesta amortiguada CC2 (Complex Polarization Propagator) para el cálculo de espectros en regiones con alta densidad de estados
- función de respuesta lineal amortiguada para https://doi.org/10.1063/5.0042759 UV-vis y ECD
- función de respuesta cuadrática amortiguada para MCD y otros espectros inducidos https://doi.org/10.1021/acs.jctc.3c00536
- CC2 Faraday Término para los espectros de dicroísmo circular magnético (MCD) de moléculas con estados excitados degenerados, https://doi.org/10.1021/acs.jctc.3c00536
- Conversión automática de gradiente de campo eléctrico (EFG) a interacción de cuadrupolo nuclear (NQI) para EPR https://doi.org/10.1021/acs.jctc.1c01175
- Transformaciones de Euler EPR para tensor G, HFC, EFG, NQI
- Tensor g 1c con origen de gauge común para complementar los resultados de GIAO https://doi.org/10.1021/acs.jpca.2c03579
- Cambios de RMN de dos componentes con X2C/DLU-X2C, incluidos finnuc y mSNSO https://doi.org/10.1063/5.0171509
- Constantes de acoplamiento de RMN X2C/DLU-X2C escalares-relativistas, incluidas las https://doi.org/10.1021/acs.jctc.2c01248 finnuc
- Divisiones de campo cero, compatibles con el operador Pauli efectivo, SNSO o SOMF, X2C/DLU-X2C disponibles, incluido el https://doi.org/10.26434/chemrxiv-2023-2kh59-v2 finnuc
- Script hfacm: Compatibilidad mejorada con híbridos dobles y funcionales de modelos de conexión adiabática
- Se puede acceder al funcional híbrido local separado wLH22t (implementado para cálculos de DFT, TDDFT y gradiente de estado fundamental) mediante la palabra clave wlh22t.
- Tenga en cuenta que la versión 7.7 enlaza con parámetros diferentes a los que finalmente se publicaron https://doi.org/10.1021/acs.jctc.2c00782
- RIRPA: Gradiente de energía y analítico para varios funcionales Sigma https://doi.org/10.1063/5.0129524
- El nuevo híbrido local LH23pt con un rendimiento mejorado para las propiedades principales, implementado para energías, gradientes y TDDFT. https://doi.org/10.1002/jcc.27211
- Híbridos locales corregidos de fuerte correlación (scLH22ta, scLH22t, scLH23t-mBR, scLH23t-mBR-P) e híbridos locales separados por rangos corregidos de fuerte correlación (wLH23tE, wLH23tdE, wLH23tP, wLH23tdP, wLH23tB, wLH23tdB). https://doi.org/10.1063/5.0058917 , https://doi.org/10.1021/acs.jctc.2c00795 , https://doi.org/10.1063/5.0153463
- Métodos de ecuaciones de GW y Bethe-Salpeter que rompen la simetría de inversión en el tiempo, https://doi.org/10.1021/acs.jctc.3c00156
- Generación orbital virtual natural, principalmente para GW y BSE, https://doi.org/10.1063/5.0144469
- Evaluación de los estados ionizados y excitados del núcleo de TD-DFT y GW-BSE utilizando la aproximación CVS, https://doi.org/10.1063/5.0160265
- Métodos rápidos de deformación adaptativa del contorno de la rejilla GW (1c y 2c), https://doi.org/10.1063/5.0160265
- Parte mecánica cuántica de dispositivos fotónicos y modelado multiescala, https://doi.org/10.1002/adfm.202301093
- Respuesta cuadrática de la ecuación de Bethe-Salpeter
- Compatibilidad con cMGGA invariantes de calibre para gradientes de estado excitado y momentos dipolares en egrad y compatibilidad con MGGA y cMGGA invariantes de calibre para hiperpolarizaciones (dinámicas) y secciones transversales de absorción de dos fotones en https://doi.org/10.1021/acs.jctc.3c00259 de escf
Mejoras
- Rendimiento paralelo mejorado (OpenMP) de DFT periódica (madurador)
- Entrada COSMO simplificada (selección automática de la constante dieléctrica y el índice de refracción en función del nombre del disolvente para muchos disolventes)
- Agregue soscal en todas las características de órbita de espín en ridft, rdgrad, escf, mpshift, riper
- Desplazamiento orbital automático para SCF 2c (anteriormente se leía el automático pero se ignoraba, es decir, se usaba el desplazamiento de capa cerrada) https://arxiv.org/abs/2305.03817
- Superposición de densidades atómicas: ocupación de Hückel https://arxiv.org/abs/2305.03817
- Selección automática de isótopos para RMN y EPR según estándares experimentales
- Nuevo $epr de bandera para el cálculo simultáneo de todas las propiedades de EPR (HFC, G-TENSOR, EFG/NQI, ZFS) con opción de reinicio
- Compatibilidad con el paquete "treams" para la simulación de dispositivos multiescala y fotónicos https://github.com/tfp-photonics/treams/tree/main
- Algoritmos seminuméricos mejorados, cuadrículas pequeñas disponibles mejoradas
- Todas las funciones de GW y BSE ahora están totalmente disponibles en las GPU
- Conjuntos de bases:
- adición de conjuntos de bases pob-DZVP-rev2 y pob-TZVP-rev2 y las ECP correspondientes, útil para cálculos periódicos de DFT con madurador
- Conjuntos de bases Dyall para los elementos ligeros
- se agregaron todos los conjuntos básicos y ECP de Dolg
- Biblioteca de base reestructurada para PAE
- Fija:
- corregir la salida NICS para grandes distancias y corregir la redacción
- arreglar la salida de libxc con D3 en aoforce
- Se corrigió la entrada para métodos pseudoespectrales en MPSHIFT, redirige a Senex
- interfaz GIMIC mejorada, es decir, eliminar archivos que no son necesarios para GIMIC versión 2
- Se corrigieron las fugas de memoria para los gradientes LHF
- arreglar cuadrículas DFT con fullshell en mpshift
- corregir el uso simultáneo de $esenex y LHF en mpshift
- Corregir $intsdebug de palabras clave
- Se corrigieron las fugas de memoria en eVib
TmoleX
- Nuevo método GW y energías de excitación basadas en GW utilizando BSE (Ecuaciones de Bethe-Salpeter) disponibles en la interfaz gráfica de usuario
- La lista de archivos que se van a copiar de ejecuciones externas ahora se puede personalizar
- Al trabajar con varias pantallas que utilizan diferentes factores de escala, los usuarios experimentaron problemas con el tamaño incorrecto de los cuadros de diálogo y la falta de barras de desplazamiento. Estos problemas se han solucionado y la interfaz de usuario debería aparecer correctamente
- Las fuentes y los tamaños de fuente predeterminados de las interfaces de usuario de la aplicación Solvatation Chemistry se cambiaron para mejorar la legibilidad si se utiliza el escalado de la pantalla
- Las siguientes bibliotecas de terceros se han actualizado a una versión más reciente y/o con errores corregidos: 1. Biblioteca jogl de 2.4.0 a 2.5.0-rc 2. Biblioteca CDK de 2.7.1 a 2.8 4. Synthetica de 3.4.1 a 3.5.0 5. GSON de 2.9.0 a 2.10.1 6. MariadbClient de 2.7.2 a 3.1.4 7. Biblioteca SQLite 3.36.0.3 a 3.42.0.0 8. Biblioteca de puntos de interés de 5.2.2 a 5.2.3
7.5.1
Nuevas características
- Se han agregado las nuevas funciones: DFT r2-SCAN, r2-SCAN-3c y la dispersión DFT-D4 para r2-SCAN y r2-SCAN-3c. Información adicional.
- def-2-mTZVPP base establecida para r2-SCAN-3c. Información adicional.
- Se ha agregado también la función local DFT híbrida LH20-t a la lista de funciones conocidas. Información adicional.
- Conjuntos de base consistente de errores contratados segmentados de cuádruple ζ de valencia para cálculos relativistas de todos los electrones de uno y dos componentes.
Correcciones y mejoras
- Se ha agregado la corrección de carga periférica al usar la cavidad COSMO FINE para garantizar la estabilidad del algoritmo.
- Frecuencias vibratorias para cálculos DFT sin restricciones utilizando funciones MGGA con la biblioteca libxc habilitada nuevamente.
7.5
Nuevas características
DFT en general:
- Funcionales híbridos separados por rango en todos los módulos.
- Funcionales de correlación no local (VV10).
- Versión actualizada de LibXC (5.00 pre-versión).
Condiciones de contorno periódicas DFT:
- Energías de funciones híbridas (incluidas CAM-B3LYP y HSE separadas por rango).
Clúster acoplado (PNO, BCCD):
- Energías PNO-CCSD (T) de clúster acoplado.
- Energías de BCCD (T) -F12 de clúster acoplado de Brueckner correlacionadas para formas cerradas (RHF) y abiertas (UHF).
TDDFT, GW y Bethe-Salpeter:
- Respuesta amortiguada en TDDFT de uno y dos componentes y GW-BSE. Más información.
- Funcionales meta-GGA para gradientes TDDFT.
RPA:
- Energías totales del método de aproximación de fase aleatoria proyectada (RPA) semi-canónico generalizado de Kohn-Sham. Más información.
NMR (Apantallamientos y acoplamiento espín-espín):
- Constantes de acoplamiento espín-espín nuclear (todos los términos) en el ámbito de HF y DFT.
- Funcionales híbridos locales para apantallamiento químico de RMN. Más información.
Métodos y propiedades relativistas:
- Polarizabilidades de dos componentes (con corrección de cambio de imagen para DKH, BSS, X2C, incluido DLU). Más información.
- Cálculos de energía de dos componentes de un solo punto con campo eléctrico (con corrección de cambio de imagen para DKH, BSS y X2C, incluido DLU). Más información.
- Gradientes de conjuntos de bases X2C. Más información.
- Funcionales meta-GGA para cálculos de dos componentes.
Híbridos locales DFT:
- Híbridos locales de dos componentes para energías RI-DFT. Más información.
- Híbridos locales de dos componentes para estados con TDDFT excitados y espectros UV/Vis. Más información.
- Funcionales híbridos locales para gradientes TDDFT. Más información.
- Funcionales híbridos locales para apantallamientos químicos de RMN. Más información.
Espectro CD:
- Espectro ECD galga-invariante (dicroísmo electrónico circular).
Nuevos métodos:
- Campos magnéticos finitos dentro del método Hartree-Fock, con/sin RI-JK. Más información.
- Método Roothaan-Hall aumentado como solucionador de HF y DFT.
Nuevo módulo:
- Herramienta de predicción de color para espectros calculados y medidos.
Eficiencia
- Métodos pseudoespectrales para la energía y los gradientes TDDFT y para los cálculos de frecuencia vibratoria.
- Reducción de las demandas de memoria y el tiempo de cálculo en esquemas semi-numéricos para el cálculo del intercambio Hartree-Fock.
- Paralelización optimizada de OpenMP en todos los módulos, piezas XC reelaboradas y rutinas integrales (derivadas) de dos electrones.
- Convergencia mejorada para solucionador en mpshift.
- Enfoque de densidad diferencial en cálculos de dos componentes.
Usabilidad
- Primera versión de archivos de entrada simples (sin el uso de define) para flujos de trabajo automatizados o con secuencias de comandos.
- Fácil uso de apantallamientos químicos nucleares independientes NICS en todos los niveles de mpshift.
- Flujo de trabajo automatizado para el cálculo de funciones potenciales de reducción/oxidación.
- Nueva herramienta para predecir el color a partir de espectros calculados o medidos.
- TmoleX 4.6 ahora es compatible con:
- Constantes de acoplamiento Spin-Spin.
- Visualización de orbitales de transición usando TDDFT.
- Funcionales híbridos para energías de condición de contorno periódicas DFT.
- Cálculos de PNO-CCSD(T) sin restricciones.
- Advertencias de inconsistencias típicas durante la generación de entrada.
