Normand Mousseau
Professeur de physique et titulaire de la Chaire UdeM
Matériaux complexes, énergie et ressources naturelles

ART nouveau

La technique d’activation et de relaxation (ART) est une méthode ouverte pour la recherche d’états de transition [1].

L’algorithme original utilisait une force inversée pour assurer la convergence au point de selle. Dans sa version actuelle, ART nouveau, nous utilisons plutôt la direction de courbure la plus faible calculée directement par la méthode itérative de Lanczos, une approche stable et très efficace qui fait d’ART nouveau une des meilleures méthodes disponibles présentement pour ce genre de travaux [2].

La dernière version est aussi couplée à LAMMPS afin d’offrir un accès à toute la gamme des plus récents champs de force.

Depuis l’introduction de la méthode, nous continuons d’améliorer son implémentation (voir, par exemple, Réf. [3] et [4]).

Outre mes modifications, la dernière version du code incorpore des contributions de plusieurs personnes, dont :

  • Gerard Barkema
  • Laurent Karim Béland
  • Éric Cancès
  • Fadwa El-Mellouhi
  • Sami Mahmoud
  • Mihai-Cosmin Marinica
  • Eduardo Machado-Charry
  • Mickaël Trochet

License et distribution

 
Le logiciel de ART nouveau est distribué gratuitement et librement sous la licence publique générale GNU.

Il peut être modifié et utilisé pour n’importe quel problème à condition que son utilisation soit créditée correctement :

  1. G. T. Barkema et N. Mousseau, Event-based relaxation of continuous disordered systems, Phys. Rev. Lett. 77, 4358 (1996).
  2. R. Malek et N. Mousseau, Dynamics of Lennard-Jones clusters : A characterization of the activation-relaxation technique, Phys. Rev. E 62, 7723-7728 (2000).
  3. Eduardo Machado-Charry, Laurent Karim Béland, Damien Caliste, Luigi Genovese, Normand Mousseau et Pascal Pochet, Optimized energy landscape exploration using the ab initio based ART-nouveau, J. Chem Phys. 135, 034102 (2011).

ART nouveau couplé à la libraire LAMMPS

Il est maintenant possible d’utiliser la bibliothèque de force du code LAMMPS. Cette version incorpore toutes les corrections et améliorations des versions précédentes tout en ajoutant la possibilité de coupler LAMMPS. La compilation est un peu plus délicate, mais une fois en place, vous pourrez étudier une plus grande gamme de systèmes.

Vous trouverez l’information nécessaire pour coupler LAMMPS à ART nouveau. Par contre, pour les paramètres de LAMMPS, vous devrez vous référer à la documentation fournie par l’équipe de développement de LAMMPS.

  • Ramène la possibilité d’utiliser plus d’un type d’atomes avec SW (incluant un potentiel répulsif pour simuler GaAs) et corrige un problème de compilation (10 décembre 2015) :
    TGZ - 2.9 Mo
  • Version qui corrige certains problèmes de compilations et ajoute un exemple Lennard-Jones avec LAMMPS (29 novembre 2015) :
    TGZ - 3.2 Mo
  • ART nouveau avec LAMMPS (octobre 2015) :
    TGZ - 2.8 Mo

ART nouveau pour potentiel empirique

Cette version d’ART nouveau inclut les plus récents développements algorithmiques. La différence entre cette version et celle pour les potentiels ab initio est concentrée dans la gestion des données. En effet, il est important pour les systèmes ab initio de sauvegarder toutes les itérations afin de pouvoir relancer les simulations avec le minimum de perte de calcul.

Dans le cas des potentiels empiriques, on est prêt à perdre un peu de temps de calcul pour éviter de remplir les disques durs !

Deux version sont disponibles. Une, plus facile à lire, mais un peu moins efficace, peut être utilisée pour apprendre la fonctionne du code.

  • ART nouveau, version 3.0 (juillet 2014) :
    TGZ - 1.9 Mo

Par contre, pour une utilisation plus efficace, je recommande la version ci-dessous, tirée de la version SIESTA, qui utilise, entre autre, FIRE, pour la relaxation durant l’activation, ce qui permet une meilleure convergence des forces.

  • ART nouveau, version 3,1 (mai 2015) :
    Zip - 1.5 Mo

ART nouveau pour potentiels ab initio 

ART nouveau a été utilisé à plusieurs reprises avec des potentiels ab initio, dont SIESTA [5] et BigDFT.

Nous distribuons ici une version mise à jour du code avec interface SIESTA. Comme on l’explique dans le manuel distribué avec cette version, le code peut facilement être modifié afin d’interfacer avec n’importe quel autre code quantique.

N’hésitez donc pas à modifier le code et à me faire parvenir les nouvelles interfaces, que je distribuerai ici !

  • ART nouveau avec interface pour SIESTA - plusieurs corrections ont été apportée par Jean-François Joly (7 octobre 2014) :
    TGZ - 1.4 Mo
  • ART nouveau avec interface pour SIESTA, version 3.0 (juillet 2014) :
    GZ - 1.4 Mo

[1G. T. Barkema et N. Mousseau, Event-based relaxation of continuous disordered systems, Phys. Rev. Lett. 77, 4358 (1996).

[2R. Malek et N. Mousseau, Dynamics of Lennard-Jones clusters : A characterization of the activation-relaxation technique, Phys. Rev. E 62, 7723-7728 (2000).

[3Eduardo Machado-Charry, Laurent Karim Béland, Damien Caliste, Luigi Genovese, Normand Mousseau et Pascal Pochet, Optimized energy landscape exploration using the ab initio based ART-nouveau, J. Chem Phys. 135, 034102 (2011).

[4M.-C. Marinica, F. Willaime et Normand Mousseau, Energy landscape of small clusters of self-interstitial dumbbells in iron, Phys. Rev. B 83, 094119 (2011).

[5F. El Mellouhi, N. Mousseau et P. Ordejon, Sampling the diffusion paths of a neutral vacancy in Silicon with SIEST-A-RT, Phys. Rev. B 70, 205202 (2004).

mardi 15 juillet 2014

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