Molpro 2012 介绍-白红宇

Molpro 2012 介绍

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发布时间：2019-05-26

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Molpro

Molpro是一款功能全面的量子化学计算软件，其优势在于对电子结构的高精度计算，并且提供的算法更加全面，包括密度泛函DFT、微扰理论MPn、多参考组态相互作用(MR-CI)、耦合簇(CC)以及其他相关方法，是国际上广泛应用的专业级量化计算软件。
Molpro软件的作者H. -J. Werner教授是国际量子分子科学院(International Academy of Quantum Molecular Science)院士，并且自1995年以来一直担任Int. Rev. Phys. Chem.和Phys. Chem. Chem. Phys.等多种期刊的编辑，精于理论化学的算法研究。H.-J. Werner教授和P. Knowles教授从编程层面上对Molpro的运算模块做了大量优化，因此Molpro可以说是目前计算速度最快的量化软件之一。这尤其体现在处理激发态的时候，Molpro用MR-CI方法通常只需10个循环即可自洽收敛，而不会像其它软件常用的CASSCF方法那样难以收敛，并且MR-CI的计算结果更加精确。

Molpro2012.1新功能：

新的方法包括：

准变分耦合簇方法

RS2-F12与MRCI-F12

扩展CASPT2

扩展显关联耦合簇方法

OSV-LCCSD(T)、SAPT（CCSD）

激发态的局域方法

FCIQMC: 随机Full CI

在功能上的增加：

使用基于DF-LMP2的GIAOs计算NMR屏蔽张量

Ab Initio Multiple Spawning Dynamics

CCSD, DF-MP2, DF-CASSCF, DF-RS2梯度计算

在效率与精度上的改进：

新的内收缩MRCI代码MRCIC

密度拟合加速CASSCF和CASPT2、LCCSD(T)、LUCCSD(T)、LRPA、LMP2-F12、LCCSD(T)-F12

对高自旋开壳层体系，改进了SCF算法

基本功能列表

有效核势(ECP)和核极化势(CPP)。

闭壳层和开壳层(包括自旋约束和非约束)自洽场方法(RHF、UHF)。

Kohn-Sham框架下的密度泛函理论(DFT)，支持大量广义梯度近似(GGA)交换泛函和相关泛函。

闭壳层单参考态电子相关方法：Moller-Plesset微扰理论(MP2-MP4)、耦合簇方法(CCSD(T))、二次组态相互作用方法(QCISD(T)以及Brueckner耦合簇方法BCCD(T))；

开壳层单参考态电子相关方法：开壳层自旋非限制与自旋限制的MP2方法(UHF-UMP2、 ROHF-RMP2)、(部分约束的)开壳层耦合簇方法(RHF-UCCSD(T)、RHF-RCCSD(T))。

计算量相对于分子尺度增长为线性标度的局域电子相关方法：LMP2、LQCISD(T)、 LCCSD(T)。

开壳层和闭壳层的直接相关(Explicitly correlated)方法：MP2-F12、LMP2-F12、 CCSD(T)-F12。

可以直接计算激发能的CIS、CC2和EOM-CCSD方法。

多组态自洽场(MCSCF)方法，包括CASSCF和RASSCF，并可以处理一般态平均(general state-averaged)的能量泛函。

内部收缩的多参考态组态相互作用(MRCI)，包括多种变形，例如：MR-ACPF，MR-AQCC。

一般的多参考态二阶与三阶微扰理论(MRPT2/CASPT2、MP-PT3/CASPT3)，多态(multistate)CASPT2。

全组态相互作用方法(FCI)。

使用直接积分技术(Integral-direct)的Hartree-Fock、DFT、MCSCF和电子对相关方法(MPn、CCSD、MRCI)。

使用密度拟合技术(Density Fitting)的Hartree-Fock、DFT、MP2、LMP2、LCCSD(T)、 MP2-F12、 LMP2-F12方法。

可以计算解析能量梯度的方法有：SCF、DFT、MP2、QCISD(T)、LMP2、LQCISD、SA-MCSCF/CASSCF以及MR-PT2/CASPT2。密度拟合方法已应用于SCF、DFT和LMP2的梯度计算。

闭壳层HF和(single state)MCSCF/CASSCF的解析能量二阶导数(Hessians)。

在所有方法中都能计算数值能量梯度和数值能量二阶导数(Hessians)。

自动进行几何构型优化、过渡态寻找、反应路径跟踪。

MCSCF的解析非绝热耦合(non-adiabatic coupling)矩阵元计算，MRCI的数值非绝热耦合矩阵元计算。

自动计算简谐和非简谐振动频率、振动强度和热力学性质。

点电荷阵列的能量梯度(为做QM/MM优化)。

性质计算 & 波函数分析

以下方法可以计算多种单电子性质：HF、DFT、MCSCF/CASSCF、MRCI、EOM-CCSD。使用以下方法计算多种跃迁性质：MCSCF/CASSCF、MRCI、EOMCCSD(CASSCF和MRCI也可计算不同的轨道组成的波函数之间的跃迁)。MCSCF/ CASSCF能计算一些双电子性质(例如角动量算符)。