李东翔+李瑞琴+赵颖+覃信茂+闫万珺

摘要：ABINIT程序包是基于量子力学原理和密度泛函理论，对于分子和具有周期性结构的固体，主程序采用赝势和平面波基矢的方法来计算体系的总能量、电子结构以及电荷密度等。该文主要介绍了ABINIT程序的基本内容、安装与运行及其主要的计算功能，并将其与主流的第一性原理计算软件做了简要的比较。ABINIT程序主要的优点为免费开源、运行效率较好及计算功能较齐全，主要的缺点为赝势不够精确和完备。

关键词：ABINIT；第一性原理；免费开源

中图分类号：O469 文献标识碼：A 文章编号：1009-3044（2016）33-0216-03

Abstract： The ABINIT package is based on quantum mechanics and density functional theory. For molecules and solids with periodic structures， the main program uses the pseudopotential and plane wave vector to calculate the total energy， electronic structure and charge density of the system. This paper introduces mainly the basic content， installation and operation and main computing functions of the ABINIT program. It makes a brief comparison with mainstream first-principles computing software. The main advantages of the ABINIT program include the open source， the better operating efficiency and more complete computing function. The main drawback is that the pseudopotentials are not enough precision and maturity.

Key words： abinit； first principles； free and open source

随着科学技术和计算机性能的快速发展，计算机模拟对于材料性能的设计已经成为重要的研究手段。主要的原因有两个方面，一方面，计算模拟有时比实验更加的快捷；另一方面，计算模拟可以预测实际实验中难以达到的情况。众多对于材料学的模拟方法中，第一性原理由于其无需经验参数和较好的精度，已经成为研究者的首选。

根据原子核和电子互相作用的原理及其基本运动规律，运用量子力学原理，从具体要求出发，经过一些近似处理后直接求解薛定谔方程的算法，习惯上称为 第一性原理[1]。第一性原理计算的常用软件包括Materials Studio，VASP，PWSCF， ABINIT， Win2K，ELK等等。量子力学计算软件有较多的类型，主要可以分成免费的软件和商用的软件。免费的软件主要包括ABINIT，SIESTA，PWSCF，ELK等。商用的软件主要有VASP，CASTEP，DMOL，WIEN2K，GAUSSIAN等。从头计算方法可以分为两种，一种是程序计算时把原子外层的电子全部考虑进去而进行的全电子运算方法，由于其包括了较多的电子，从而极大地增加了计算量，导致运算的速度偏慢。……