CONQUEST

CONQUEST é um código aberto de estrutura eletrônica de teoria do funcional da densidade (DFT) com escalonamento linear, ou O(N). O código foi projetado para realizar cálculos DFT em sistemas muito grandes contendo muitos milhares de átomos. Ele pode ser executado em diferentes níveis de precisão, variando de tight binding ab initio até DFT completo com precisão de onda plana. Ele foi aplicado ao estudo de reconstruções tridimensionais formadas por Ge em Si(001), contendo mais de 20.000 átomos. Testes no supercomputador nacional do Reino Unido HECToR em 2009 demonstraram a capacidade do código de realizar cálculos de estado fundamental em sistemas com mais de 1.000.000 átomos. Metodologia Em vez de resolver os autoestados de Kohn-Sham como os códigos DFT normais fazem, CONQUEST resolve a matriz de densidade de uma partícula, . Para tornar o problema computacionalmente tratável, a matriz de densidade é escrita em forma separável: , onde é uma função de suporte centrada no átomo i (com funções de suporte no mesmo átomo notadas por ) e é a matriz de densidade na base das funções de suporte. O estado fundamental é encontrado como uma série de loops aninhados: • Minimizar a energia em relação à matriz de densidade para densidade de carga e funções de suporte fixas • Encontrar a autoconsistência entre a densidade de carga e o potencial • Minimizar a energia em relação às funções de suporte As funções de suporte são confinadas dentro de esferas de raio de corte dado e a matriz de densidade é forçada a zero além de um determinado alcance: . Essas aproximações dão comportamento de escalonamento linear e, à medida que os raios aumentam, tendem ao resultado exato.