Oprogramowanie do zastosowań akademickich - SIESTA (Spanish Initiative for Electronic Simulations with Thousands of Atoms)

SIESTA — oprogramowanie oraz metodologia stosowana do symulacji materiałów z pierwszych zasad. Program realizuje wydajne obliczenia struktury elektronowej oraz dynamiki molekularnej w ramach teorii funkcjonału gęstości (DFT), co umożliwia modelowanie bardzo dużych układów dzięki zastosowaniu ściśle zlokalizowanych orbitali atomowych. Zakres zastosowań: symulacja właściwości cząsteczek, ciał stałych, powierzchni oraz nanostruktur. Kluczowa funkcjonalność: obliczanie energii całkowitej, sił działających na jądra, naprężeń, struktur pasmowych oraz rozkładu gęstości elektronowej; umożliwia obliczenia spolaryzowane spinowo; dynamiki molekularnej (z użyciem termostatu Nosé); oraz modelowanie transportu elektronowego w formalizmie nierównowagowych funkcji Greena (NEGF). Metodologia: SIESTA wykorzystuje standardową, samouzgodnioną metodę Kohna–Shama w ramach DFT z typowymi przybliżeniami LDA lub GGA oraz stosuje pseudopotencjały zachowujące normę. Wydajność i skalowanie: dzięki liniowemu skalowaniu wydajności obliczeniowej względem liczby atomów (O(N)) program jest bardzo efektywny dla dużych, złożonych systemów zawierających tysiące atomów. Alternatywnie, zastosowanie bardziej rozbudowanych i dokładnych funkcji bazowych pozwala osiągnąć dokładność porównywalną z wynikami uzyskiwanymi metodami opartymi na bazie fal płaskich przy konkurencyjnej wydajności. SIESTA jest powszechnie wykorzystywana przez badaczy z dziedziny nauk o materiałach, chemii oraz biologii.