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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 计算模拟区 » 量子化学 » Gaussian » 【活动】高斯和MS的优劣比较【回帖者均有机会获得金币】
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xirainbow

木虫 (正式写手)
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yjcmwgk(金币+5,VIP+0):封面奖励 9-12 12:36
首先，我不认为MS是大腕：）
MS是一个商业化的程序。以castep为例，英国原版的castep中的很多接口MS并没有提供，所以它能做的事情大打折扣。当然MS的图形界面做的超牛，这是不争的事实：）
就我个人的科研方向（计算周期系统的声子谱）而言，高斯根本做不了，只能其他软件。

我倒是觉得abinit很牛：）
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11楼2009-09-12 11:34:22
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condensed

木虫 (著名写手)
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分子间弱相互作用力,GS合适，但是大体系的话很难，一般原子分子的人用Gs

材料和凝聚态物理方面用MS

ms最大的优点是易用性，Windows很熟练的人可以直接上手

确点是太贵了

正是因为ms的易用性，使用者会给人留下一种不专业的初学者的感觉（不要拍砖）

但MS每年都出很多好的工作，其实是很成功的软件

要不，怎么这么贵呢

pwscf wien2k abinit 等都可以尝试用用，各有优缺点
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12楼2009-09-12 12:07:32
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condensed

木虫 (著名写手)
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yjcmwgk(金币+0,VIP+0):复制粘贴不给钱，自己的心得才给钱 9-12 12:37
Gaussian 含有很多功能,具体包括：

Molecular energy and structures （分子的能量和结构）

Energies and structures of transition states （过渡态的能量和结构）

Bond and reaction energies (化学键以及反应的能量)

Molecular obitals （分子轨道）

Multipole moments （偶极矩和多极矩）

Atomic charges and electrostatic potentials （原子电荷和静电势）

Vibrational frequency （振动频率）

IR and Raman spectra （红外和拉曼光谱）

NMR properties (核磁共振屏蔽常数)

Polarizabilities and hyperpolarizabilities (极化率和超极化率)

Thermochemical properties （热力学性质）

Reaction pathways （反应途径）

计算可以模拟在气相和溶液中的体系,模拟基态和激发态。Gaussian是研究诸如取代效应,反应机理,势能面和激发态能量的有力工具

Gaussian 09增加的功能：

能量和求导
(1) 最近发展的半经验模型（AM1，PM3，PM3MM，PDDG，PM6），计算解析一阶导和二阶导，用户自定义参数，以及结合使用PCM溶剂模型。
(2) TDDFT解析梯度和数值频率。
(3) EOM-CCSD计算激发能。
(4) 新的DFT泛函，包括HSE，wB97，m05/m06，LC类泛函，以及双杂化B2PLYP。
(5) 经验离散模型和相应的泛函。
(6) ROMP3，ROMP4，ROCCSD，ROCCSD(T)能量。
(7) W1RO，W1BD，G4方法计算能量。
(8) DFTB半经验模型，以及使用解析矩阵元的DFTBA版本。

ONIOM
(1) ONIOM与PCM组合。有多种ONIOM+PCM模型。
(2) ONIOM计算IRC，即使分子包含上千个原子效率也很高。

溶剂化
(1) 新的PCM溶剂化算法，使能量成为核坐标的连续函数。现在，PCM的几何优化与气相优化的收敛速度一样。
(2) 特定态的自洽溶剂化，用于模拟荧光和其它发射过程。它对上百种溶剂进行了参数化，可以给出非常好的总溶剂化自由能。

几何优化和IRC
(1) 能量最小化默认使用GEDIIS几何优化算法，这对大的柔软分子特别有帮助。
(2) 对最小值和过渡结构使用二次收敛ONIOM(MO:MM)优化，既用于力学部分，也用于电子嵌入部分。
(3) 一个输入部分，用于控制优化中的冻结或非冻结原子。可以用原子、元素、残基、或ONIOM层来指定原子。

分子特性
(1) 解析的含频ROA强度。
(2) 解析的DFT 超极化率。
(3) 使用两个态的谐振模式，通过Franck-Condon原理计算电子激发、发射、光电离的谱带带型。
(4) 用Herzberg-Teller或Franck-Condon-Herzberg-Teller理论计算电子激发的谱带带型。
(5) 选择简正模式用于显示，非谐校正，和FC/HT/FCHT分析。可通过原子、元素、残基、或ONIOM层来选择。

分析和输出
(1) 蛋白质二级结构的信息可以包含在分子指定输入部分，或者.fchk文件中。
(2) 轨道布居分析，给出原子或角动量对轨道的贡献。
(3) 正则UHF/UDFT进行二次正交化，用于显示或用于ROHF计算的初始猜测。
(4) CIS和TD激发的自然跃迁轨道分析。
(5) 把占据轨道投影到最小基之后，进行Mulliken布居分析。当基组增大时，这能给出稳定的布居。
其它新功能
(1) SCF的初始猜测可以从片段计算的组合产生，需要指定每个片段的电荷和自旋。
(2) 用四点差分而不是默认的两点差分计算数值频率，具有更高的精度和数值稳定性。

效率改善
(1) HF和DFT对大分子的频率计算更快，特别是当并行时。
(2) FMM以及线性标度的库仑和交换对簇并行。
(3) 大体系的ONIOM(MO:MM)频率计算更快，特别是对电子嵌入。可以计算100-200 QM原子和6000 MM原子的频率。
(4) 在大型频率计算中保存简正模式，用于显示或打印模式，以及开始IRC=RCFC任务。
(5) CC，BD，和EOM-CCSD振幅可以保存在检查点文件中，在以后的计算中读入。保存BD轨道并在以后读入。
(6) 半经验，HF，和DFT的频率计算可以在中期计算中重新开始。
(7) CC和EOM-CC计算可以在中期计算中重新开始。
(8) ONIOM各步的初始猜测可以来自不同的检查点文件。
(9) 加入了SVP，TZVP，QZV基组的密度拟合基。Fit关键字调用与AO基组匹配的拟合基，没有特定的拟合基时需要Auto关键字。
(10)在Default.Route文件中包含DensityFit关键字，只要执行纯密度泛函就使用拟合。
(11)为了与文献发表的基组兼容，读入的密度拟合因子可以是非归一化的原函数，密度归一化的原函数，或归一化的原函数。
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13楼2009-09-12 12:10:51
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xirainbow

木虫 (正式写手)
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yjcmwgk(金币+5,VIP+0):封面奖励 9-12 17:24
06年高斯已经能够用gpu了
瞬间将普通台式机的计算效率提高一个量级
这个实在是太诱人了：）

MS不知何时能实现：（
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14楼2009-09-12 17:04:14
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easy000

至尊木虫 (小有名气)
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yjcmwgk(金币+3,VIP+0):讲的有道理，将获得三个金币 9-15 21:51
MS里面模块很多,其使用的模块化界面也容易上手,其实MS与GAUSSIAN能够相比的地方就三两个模块.要说MS优越的地方,就是算固相与界面的反应了,如果算材料的话当然用MS了,GAUSSIAN在这方面就差了点; 就小分子的计算来说, GAUSSIAN比MS提供了更多的计算方法,自定义化程度也较高,可以提供更高的精度(虽然DMOL3精度已经还不错了).
MS与GAUSSIAN几乎囊括了所有化学与材料学所用到的计算方法,不过要说优劣嘛,应该是各有千秋,研究领域不同的人会用到不同的软件,这也是两个版块主题贴数量相当的原因.
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15楼2009-09-14 07:50:16
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3867826

木虫 (著名写手)
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yjcmwgk(金币+2,VIP+0):非封面奖励 9-14 09:32
MS的确是贼贵 对机器要求也高  不过它建模比GS强大多了 大型分子建模都有固定的模板可以用 GS这方面就差了点
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拒稿，终于体会到了！乱写接受，认真写拒稿，这就是2和4的区别吗？
16楼2009-09-14 09:29:22
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lwei7336

木虫 (小有名气)
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yjcmwgk(金币+2,VIP+0):非封面奖励 9-14 10:38
yjcmwgk(金币+3,VIP+0):讲的有道理，将获得三个金币 9-14 10:38
ms模块众多，处理体系也多，但给人博而不纯之感，好多模块其实并不知名。
比较常见的有dmol  castep(我也就用这俩)
dmol跟高斯类似，但处理体系比高斯大，速度快，但相应地，精度上有一定牺牲。算过渡金属团簇，高斯只能算20个原子以下，dmol可以上百；算卟啉，高斯可能两周，dmol可能一周不到。
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17楼2009-09-14 10:03:06
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hjlyyc

木虫 (知名作家)

无门派
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yjcmwgk(金币+3,VIP+0):讲的有道理，将获得三个金币 9-17 10:41
从易用性方面：MS显示要强很多，我就是从MS开始入手的，但用起Gaussian就感觉不是很容易学，特别是linux版的，安装起来也不方便，虽然Gaussian view从一定程度上解决了一些问题，但还是要自己添加一些关键词，而MS基本上都是选择就可以啦！
从计算方面：MS中CASTEP和Dmol3是DFT方法，似乎还没从头计算的模块（只提供了Gaussian的接口），计算确实要快一些，但对于弱作用，能量差别较大；Gaussian的计算就要准确一些
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天道酬勤!
18楼2009-09-17 09:23:11
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victory856260

金虫 (正式写手)
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yjcmwgk(金币+2,VIP+0):非封面奖励 9-18 22:41
高斯的TDDFT是MS里面所没有的，但是MS中可以直接调用很多结构，也可以计算周期性结构但只是针对基态而言，高斯不可以计算周期性结构，两个软件各有所长，各有所短。
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19楼2009-09-18 16:33:08
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csfn

荣誉版主 (知名作家)

优秀超版优秀版主优秀区长
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yjcmwgk(金币+2,VIP+0):非封面奖励 9-23 13:38
yjcmwgk(金币+5,VIP+0):讲的有理有据让人信服，将获得五个金币 9-23 13:39
gaussian的最初代码是由理论化学家，获得98年诺贝尔化学奖的約翰·波普爵士编写，名称就是来源使用的高斯型基组。它的出现降低了量子化学计算模拟使用的门槛，是当今最流行应用最广泛的量化程序之一。
materials studio是美国accelrys公司2000年推出的一款新的高质量材料模拟软件。它的出现将高质量的材料模拟带入了个人PC时代，能帮助研究人员解决当今化学，材料，物理中基础研究和工业应用的许多重要问题。

据说最近ms在和vasp组洽谈代理事宜，而且有谣言传将高斯亦合入其中，具体情况不知道现在怎么样。两个软件各有所长，本人只使用过gaussian中dft（及GV）和materials studio界面和castep及dmol3模块。就我使用的领域简单经验来看（可能有ms先入为主，2个软件都不太熟悉的问题）：
1，对于非周期体系，gaussian精度高，结构，频率等计算相对实验较准确（使用合适基组）；ms相对精度低点，尤其频率结果可能和实验相差较远。
2，结构方面，高斯需要建立很多类型不同的结构，对称性非常重要。dmol对对称性要求没有这么高。搜索基态结构好像更为方便，速度相对要快很多。
3，高斯需要测试不同的多重态，但好像直接得不到磁性结果？！dmol也有多重态选项，但是好像基本没什么效果？！磁性结果可以直接得到。
4，周期体系，没使用高斯计算过。据使用高斯多年的朋友交流据说是非常不理想的。casetp计算周期体系，挺方便，其代码为vasp老版本之母。但目前vasp经过kress的加工后，现在材料计算里面已经是独树一帜呢，在前几年谣传大有一统天下（材料）之势。
5，界面来看，辅助使用的gv比ms界面还是有差距的。
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20楼2009-09-20 16:50:56
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