Openmx بسته نرم افزاری متن باز، برای محاسبات سیستمهای نانومقیاس و برپایه نظریه تابعی چگالی با استفاده از شبه پتانسیلهای نرمکنسرواتیو و اوربیتالهای شبه اتمی جایگزیده میباشد.
متد ها و الگوریتمهای استفاده شده برای محاسبات در بسته نرم افزاری OpenMX با دقت فراوان مخصوص محاسبات موازی بر پایهی اصول اولیه برای سیستمهای نانو مقیاس به ویژه سیستمهایی با تعداد اتم های فراوان در حدود چند هزار اتم طراحی شده است.
از بسته OpenMX میتوان برای محاسبه خواص ساختاری، الکتریکی، مغناطیسی و ترابردی بلورها و حتی مولکولها و مواد بر پایه کربن و همچنین مولکول های زیستی بهره جست. علاوه بر این OpenMX دارای قابلیت محاسبه منحنی جریان ولتاژ در سیستم های ترابردی است.
از جمله نقاط قوت OpenMX بهره جستن از شبه پتانسیلهای نسبیتی میباشد که قابلیت محاسبات نسبیتی را نیز فراهم میآورد. به عنوان مثال محاسبات مربوط به ساختار نواری و خواص مغناطیسی مواد عایق جدید که به عایق های توپولوژیکی معروف هستند با استفاده ازOpenMX به سادگی و با دقت بالا امکانپذیر است.
به علاوه محاسبات ترابردی آنها (در حالت اجرای موازی) نیز با سرعت و دقت بیشتر ار بستههای نرم افزاری مشابه انجام میشود. بهره جستن از شبه پتانسیلهای نسبیتی مزیتی قابل ملاحضه میباشد که امکان بررسی خواص فیزیکی از جمله خواص ترابردی موادی که در آنها برهمکنشهای نسبیتی قابل ملاحظه است را فراهم میآورد، این در صورتی است که پکیج های مشابه مانند Siesta قادر به محاسبه خواص فیزیکی در حضور برهمکنشهای نسبیتی نمیباشد.
قابلیت های بسته نرم افزاری OpenMX :
- محاسبات بر پایه تقریب های GGA و LDA-LSDA-Noncolinear-LSDA برای محاسبات اصول اولیه از قبیل ساختار نواری، خواص ترابردی و مغناطیسی
- محاسبات ساختار نواری و خواص ترابردی بر پایه روش LDA+U
- بهینهسازی شبه پتانسیلها با روش وردشی برای ساختار مورد مطالعه
- محاسبات تمام نسبیتی برای سیستمهای دارای اثرات نسبیتی
- محاسبات ساختار نواری و خواص الکترونی و ترابردی برپایه روش Non-collinear DFT
- محاسبه قطبش ماکروسکوپیکی و فاز بری
- استفاده از روش (Krylov subspace method for O(N) and Divide-conquer (DC برای محاسبه ویژه مقادیر انرژی
- محاسبه پارامتر برهمکنش تبادلی
- اسکن تصاویر میکروسکوپ تونل زنی (STM)
- دوپینگ بار الکتریکی
- محاسبه خواص الکترونی و مغناطیسی و خواص ترابردی در حضور میدان الکتریکی یکنواخت
- بهینه سازی ساختار شبکه
- محاسبات ترابردی در حضور بر همکنشهای نسبیتی و اسپین مدار با استفاده از روش تابع گرین غیر تعادلی
- بررسی برهمکنش اسپین-مدار
- تولید توابع جایگزیده ونیر و محاسبه قدرت هاپینگ بین اتمها در ساختارهای مختلف
- محاسبه دینامیک مولکولی
- محاسبه چکالی حالت جزئی و چگالی حالت کل
- قابلیت اجرای موازی
- تولید فایلهای خروجی سازگار با فرمت های Xcrysden – Vesta
از مهمترین قابلیتهای بسته نرم افزاری OpenMX میتوان به سرعت قابل ملاحظه محاسبات در عین دارا بودن دقت بالای آن اشاره کرد.
مقایسه این نرم افزار با نرم افزار های مشابه