Ab initio

Ab initio

Ab initio (лат. от начала) в физике — решение задачи из первых основополагающих принципов без привлечения дополнительных эмпирических предположений. Обычно подразумевается прямое решение уравнений квантовой механики. Несмотря на название при этом зачастую делаются какие-либо предположения и упрощения. Данные упрощения позволяют рассчитывать системы с большим числом атомов или атомы, имеющее большее число электронов. Примером такого упрощения является использование PAW-потенциалов.

Ab initio методы в физике твёрдого тела

Термин фактически именует одно из направлений современной теоретической физики твёрдого тела. Означает совокупность физических приближений, процедур вычисления и оптимизации, используемых для расчёта электронных и фононных спектров с целью нахождения термодинамических и кинетических характеристик материала, таких как коэффициент теплового расширения, электрическая проводимость и другие. Например, для расчёта энергии сублимации атома используется разница энергий атома в кристаллическом состоянии и изолированного атома, помещённого в ячейку большого размера (что аналогично свободному атому). Первыми из серьёзных достижений в этом направлении можно считать концепцию самосогласованного поля и уравнения Хартри и их прямые уточнения, уравнения Хартри-Фока. Эти уравнения с различными вариациями являются основой вычислительных методов в квантовой химии.

В последнее время все большее распространение в физике твёрдого тела приобретают методы ab initio расчётов, основанные на использовании метода функционала плотности.

Достоинством расчётов из первых принципов является точное описание атомного взаимодействия с учётом квантовых эффектов. Недостатком — невозможность расчёта за разумное время систем с достаточно большим числом атомов (на практике редко более 100).

Если расположить современные методы моделирования, используемые в физике, по возрастанию размеров моделируемых систем и времени моделирования, то картина получится следующей:

  1. Ab initio методы, не использующие приближений
  2. Ab initio методы, использующие приближения
  3. Методы молекулярной динамики, использующие полуэмпирические потенциалы
  4. Метод Монте-Карло
  5. Методы конечных элементов

Аналогично от 1-5 увеличивается количество упрощений и приближений которые могут влиять на корректность получаемого результата.

Программы, используемые при моделировании из «первых принципов»:

  • Gaussian
  • CPMD
  • NWCHEM
  • ABINIT — свободная программа
  • VASP — платная программа (по публикациям — используется более часто)
  • WIEN2K
  • GAMESS (US)
  • PC GAMESS
  • ORCA
  • CRYSTAL

При расчёте характеристик титана ABINIT и VASP дают аналогичные значения. VASP работает быстрее в однопроцессорной версии, но реализация MPI в ABINIT более качественна.

См. также

Ссылки

  • Ашкрофт Н., Мермин Н. «Физика твёрдого тела»
  • Слэтер Дж. «Методы самосогласованного поля для молекул и твёрдых тел»
  • Хартри Д. «Расчёты атомных структур»


Wikitext-ru.svg
 Эту статью следует викифицировать.
Пожалуйста, оформите её согласно правилам оформления статей.
Наиболее известная формула из ОТО — закон сохранения энергии-массы

Wikimedia Foundation. 2010.

Игры ⚽ Нужно сделать НИР?

Полезное


Смотреть что такое "Ab initio" в других словарях:

  • initio — UK US /ɪˈnɪtiəʊ/ US  /ɪˈnɪʃiəʊ/ adverb ► LAW AB INITIO(Cf. ↑ab initio) …   Financial and business terms

  • initio — A beginning; a commencement. See ab initio …   Ballentine's law dictionary

  • initio litis — See in initio litis …   Ballentine's law dictionary

  • ab initio — ab ini·tio /ˌab ə ni shē ˌō, ˌäb i nē tē ˌō/ adv [Latin]: from the beginning a contract found to be void ab initio Merriam Webster’s Dictionary of Law. Merriam Webster. 1996 …   Law dictionary

  • Ab Initio — Software Corporation was founded in the mid 1990 s by the former CEO of Thinking Machines Corporation, Sheryl Handler, and several other former employees after the bankruptcy of that company. The Ab Initio software is a fourth generation powerful …   Wikipedia

  • Ab initio quantum chemistry methods — are computational chemistry methods based on quantum chemistry.[1] The term ab initio was first used in quantum chemistry by Robert Parr and coworkers, including David Craig in a semiempirical study on the excited states of benzene.[2][3] The… …   Wikipedia

  • Ab Initio — La locution latine ab initio signifie depuis le début/commencement et est utilisée dans plusieurs contextes : en littérature : racontée depuis le début en opposition à in media res (signifiant commencer au milieu de l histoire). comme… …   Wikipédia en Français

  • Ab initio — Sur les autres projets Wikimedia : « Ab initio », sur le Wiktionnaire (dictionnaire universel) La locution latine ab initio signifie depuis le début/commencement et est utilisée dans plusieurs contextes : en littérature  …   Wikipédia en Français

  • Ab initio — The Latin term ab initio means from the beginning and is used in several contexts:* when describing literature: told from the beginning as opposed to in medias res (meaning starting in the middle of the story )* as a legal term: refers to… …   Wikipedia

  • Methode ab initio de chimie quantique — Méthode ab initio de chimie quantique Les méthodes ab initio de chimie quantique sont des méthodes de chimie numérique basées sur la chimie quantique[1]. La méthode ab initio la plus simple de calcul de structure électronique est le schéma… …   Wikipédia en Français

  • Méthode Ab Initio De Chimie Quantique — Les méthodes ab initio de chimie quantique sont des méthodes de chimie numérique basées sur la chimie quantique[1]. La méthode ab initio la plus simple de calcul de structure électronique est le schéma Hartree Fock (HF), dans laquelle la… …   Wikipédia en Français


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
… Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»