Amesp软件更新-2.0版本简介

Warm_Cloud

Atomic and molecular electronic structure program(Amesp)是由张英峰独立开发的一款GTO框架的闭源免费的量子化学软件，软件由Fortran语言编写，软件网址为www.amesp.xyz。Amesp1.0版本于2023年6月30日发布（https://mp.weixin.qq.com/s/tWXrm1dBfEBK5dLxM7XxIQ），经过1年半的更新，Amesp现推出2.0版本，相关文章已经发表在Electronic Structure期刊上（Yingfeng Zhang 2024 Electron. Struct. 6 037002. DOI: 10.1088/2516-1075/ad5cb5）。2.0最大的特色是由张英峰等人开发的半经验方法aTB，另外还有包括TDDFT-ris，uESE等在内的多个非常实用的方法，以及部分bug的修复，下面将分别介绍2.0版本中的重要更新。

(1) The atomic density based tight-binding (aTB) model，半经验方法

aTB是由张英峰等人发展的基于紧束缚模型的半经验方法（https://chemrxiv.org/engage/chem ... 934f9980725cfb177c5），可以用于计算能量、几何结构（平衡结构和过渡态）、简谐频率、分子间相互作用和激发态等，整体上不输GFN-xTB系列，部分体系和性质表现更加优秀。支持1-88号元素（比GFN-xTB支持的更多），支持解析一阶和二阶导数（GFN-xTB不支持解析二阶导数）。使用方便，直接写关键词atb即可：

! atb opt freq

(2) TDDFT-ris，快速计算大体系的激发态方法

TDDFT-ris是周泽浩等人（J. Phys. Chem. Lett. 2023, 14, 1968−1976）开发的快速计算大体系激发态的方法，该方法使用最小辅助基组近似，其速度相比TDDFT提升了约300倍，但激发能和光谱的精度仅损失了约1%。TDDFT-ris在Amesp中的使用方式为：

! PBE0 def2-TZVP TD-ris

(3) universal Easy Solvation Energy Evaluation(uESE)，溶剂模型

uESE是Vyboishchikov等人（J. Comput. Chem. 2021, 42, 1184−1194.）提出溶剂模型，用来计算体系的溶解自由能，相比于SMD，uESE在带电体系上表现更好。uESE在Amesp中使用十分方便，直接写“uESE”即可：

! b3lyp def2-TZVP uESE

而设置溶剂的方式与CPCM一样，默认的溶剂为水。

(4) 范围分离泛函，cam-b3lyp，ωB97，ωB97X和 ωB97X-D3

(5) geometrical counterpoise(gCP)与HF-3c

(6) 过渡态搜索与IRC

Amesp1.0中不支持过渡态搜索与IRC，但是可以通过调用其他软件(如ASE或者Gaussian)计算，而在Amesp2.0中则直接支持过渡态搜索与IRC，使用方式分别为：

! b3lyp def2-TZVP optts freq

! b3lyp def2-TZVP irc

(7) Born-Oppenheimer molecular dynamics(BOMD)

Amesp2.0中支持了BOMD计算，可以使用NVT系综和NVE系综，一个简单的输入例子为：

! atb aimd

>aimd

  maxsteps 1000

  temper 300

  dt 1.0

end

其中maxsteps是步数，temper是温度，单位为K，dt是步长，单位为fs。上述的例子的步长为fs，步数为1000步，总共跑1ps。

(8) Amber力场

(9) 开壳层体系的电荷转移积分

一个计算开壳层体系电荷转移积分的例子为：

计算电荷转移积分需要在>group中设置两个片段，在上述例子中，第一个片段的起始原子序号为1，末尾原子序号为5，净电荷为0，自旋多重度为1。第二个片段的起始原子序号为6，末尾原子序号为8，净电荷为-1，自旋多重度为2。

(1) Gaussian charge external field

在Amesp2.0中支持了使用高斯电荷作为背景电荷，点电荷在很靠近的时候是发散的，而高斯电荷则不会。可以在>ope中使用关键词pointcharge gau来使用高斯背景电荷，而gauchgxi关键词可以设置高斯电荷的展宽。

(2) 其他

Atomic polarizabilities, dipole moment and quadrupole moment；CM5电荷；提高了双电子积分和CPCM溶剂化的效率；Oscillator strengths for SOC，可以绘制磷光的UV-vis图。

总结：

Amesp从1.0到2.0主要是功能上的增加，其中最具特色的是半经验方法aTB，而后续从2.0到3.0则更加注重特色方法的开发以及性能的优化，作者将努力将国产量子化学软件做的更好。

lanthanum

牛！请求win版的可执行文件。

Warm_Cloud

lanthanum 发表于 2024-12-13 00:29
牛！请求win版的可执行文件。

3.0版本之前应该就有了。

wxyhgk

版本号：Amesp 2.1
系统：Ubuntu22.04
cpu: EPYC 7k62

输入文件

1. % npara 48
   
2. % maxcore 1000
   
3. 
   
4. ! B3LYP 6-31G(d) td-ris
   
5. 
   
6. >xyz 0 1
   
7. C 0.380351 1.148939 -0.787695
   
8. ...

复制代码

报错
Stop : Require at least 1283MB memory to continue !

不知道怎么回事，我内存肯定是够用的

Warm_Cloud

wxyhgk 发表于 2025-4-24 13:38
版本号：Amesp 2.1
系统：Ubuntu22.04
cpu: EPYC 7k62

设置内存超过1283M就可以了。

wxyhgk

Warm_Cloud 发表于 2025-4-24 17:39
设置内存超过1283M就可以了。

如果是这样的话，岂不是我每次都要去设置一下？

Warm_Cloud

wxyhgk 发表于 2025-4-28 15:24
如果是这样的话，岂不是我每次都要去设置一下？

内存设置大一点，比如4000

wxyhgk

Warm_Cloud 发表于 2025-4-28 15:34
内存设置大一点，比如4000

感觉有点离谱

Warm_Cloud

wxyhgk 发表于 2025-4-28 15:54
感觉有点离谱

这是个老问题，在自动判断电子积分incore还是direct的时候，如果体系刚好卡在了标准中间，就会出现小体系内存反而需求比较大的时候。如果你体系不大可以试试：
>scf
scfmode direct
end
如果你体系比较大，就加大内存，设置4000，不是说占用电脑4G，而是最多给它4G。

wxyhgk

Warm_Cloud 发表于 2025-4-29 00:13
这是个老问题，在自动判断电子积分incore还是direct的时候，如果体系刚好卡在了标准中间，就会出现小体系 ...

这个还得优化一下，你论文中用的测试集都太偏离实际例子，实用性不太强，你得收集点现代企业设计的分子。


我手里有 1000 多条数据，但是出于企业保密，不能分享。


此外貌似 TDDFT-ris 还不支持梯度。

Warm_Cloud

wxyhgk 发表于 2025-4-29 05:25
这个还得优化一下，你论文中用的测试集都太偏离实际例子，实用性不太强，你得收集点现代企业设计的分子。 ...

TDDFT-ris不是我的原创方法，原作者还没有做梯度。可以试试我的原创方法TDA-aTB:http://bbs.keinsci.com/forum.php ... ypeid%26typeid%3D13

wxyhgk

Warm_Cloud 发表于 2025-4-29 09:01
TDDFT-ris不是我的原创方法，原作者还没有做梯度。可以试试我的原创方法TDA-aTB:http://bbs.keinsci.com/ ...

你这个误差太大，基本没什么太大用