DCMB that combines divide-and-conquer and mixed-basis set methods for accurate geometry optimizations, total energies, and vibrational frequencies of large molecules

Journal of Computational Chemistry

Volumn 33, Issue 16, 2012, Pages 1421-1432

  Wu, Anan ^a   Xu, Xin ^a,b  

^a XIAMEN UNIVERSITY   (China)

^b FUDAN UNIVERSITY   (China)

Author keywords

Divide and conquer; Dual basis set; Linear scaling; Mixed basis set; Parallel computation

Indexed keywords

GEOMETRY; MOLECULES;

BASIS SETS; DIVIDE AND CONQUER; DUAL BASIS; LINEAR SCALING; PARALLEL COMPUTATION;

OPTIMIZATION;

EID: 84861571675     PISSN: 01928651     EISSN: 1096987X     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/jcc.22973     Document Type: Article

References (83)

1. C. L. Janssen, I. M. B. Nielson, In Parallel Computing in Quantum Chemistry; CRC Press: New York, 2008.
2. D. B. Chestnut, In Reviews in Computational Chemistry; K. B. Lipkowitz, D. B. Boyd, Eds.; VCH: New York, Vol. 8, 1996.
3. R. A. van Santen, P. Sautet, In Computational Methods in Catalysis and Materials Science: An Introduction for Scientists and Engineers; Wiley-VCH: Verlag, 2009.
4. S. A. Zygmunt, L. A. Curtiss, In Computational Materials Chemistry: Methods and Applications; L. A. Curtiss, M. S. Gordon, Eds.; Kluwer: Dordrecht, 2004.
5. H. M. Senn, W. Thiel, Angew. Chem. Int. Ed. 2009, 48, 1198.
6. A. Szabo, N. S. Ostlund, In Modern Quantum Chemistry; McGraw-Hill: New York, 1989.
7. H. Horn, H. Weiss, M. Ehrig, R. Ahlrichs, J. Comput. Chem. 1991, 9, 1058.
8. R. Baer, M. Head-Gordon, Phys. Rev. Lett. 1997, 79, 3962.
9. W. Kohn, Phys. Rev. Lett. 1996, 76, 3168.
10. L. Greengard, In The Rapid Evaluation of Potential Fields in Particle Systems; MIT Press: Cambridge, 1987.
11. M. C. Strain, G. E. Scuseria, M. J. Frisch, Science 1996, 271, 51.
12. G. E. Scuseria, J. Phys. Chem. A 1999, 103, 4782.
13. R. Shepard, Theoc. Chim. Acta 1993, 84, 343.
14. E. B. Stechel, A. R. Williams, P. J. Feibelman, Phys. Rev. B 1994, 49, 10088
15. W. Hierse, E. B. Stechel, Phys. Rev. B 1994, 50, 17811.
16. H. J. Xiang, J. L. Yang, J. G. Hou, Q. S. Zhu, J. Chem. Phys. 2006, 126, 244707.
17. S. Goedecker, Rev. Mod. Phys. 1999, 71, 1085.
18. W. Yang, Phys. Rev. Lett. 1991, 66, 1438.
19. W. Yang, T. S. Lee, J. Chem. Phys. 1993, 103, 5674.
20. T. S. Lee, D. M. York, W. Yang, J. Chem. Phys. 1996, 105, 2744.
21. T. S. Lee, J. P. Lewis, W. Yang, Comput. Mat. Sci. 1998, 12, 259.
22. W. Pan, T. S. Lee, W. Yang, J. Comput., Chem. 1998, 19, 1101.
23. T. Akama, M. Kobayashi, H. Nakai, J. Chem. Phys. 2007, 128, 2003.
24. M. Kobayashi, T. Akama, H. Nakai, J. Chem. Phys. 2006, 125, 204106.
25. M. Kobayashi, H. Nakai, Chem. Phys. Lett. 2006, 420, 250.
26. T. E. Exner, P. G. Mezey, J. Phys. Chem. A 2002, 106, 11791.
27. J. Jiang, Liu, K. Lu, W. Luo, Y. J. Chem. Phys. 2006, 124, 214711.
28. M. Makowski, J. Korchowiec, F. L. Gu, Y. Aoki, J. Comput. Chem. 2006, 27, 1603.
29. K. Kitaura, E. Ikeo, T. Asada, T. Nakano, M. Uebayasi, Chem. Phys. Lett. 1999, 313, 701.
30. K. Kitaura, S. I. Sugiki, T. Nakano, Y. Komeiji, M. Uebayasi, Chem. Phys. Lett. 2001, 336, 163.
31. D. G. Fedorov, K. Kitaura, J. Chem. Phys. 2004, 120, 6832.
32. D. W. Zhang, J. Z. H. Zhang, J. Chem. Phys. 2003, 119, 3599.
33. D. W. Zhang, Y. Xiang, J. Z. H. Zhang, J. Phys. Chem. B 2003, 107, 12039.
34. W. Li, S. Li, J. Chem. Phys. 2004, 121, 6649.
35. S. Li, W. Li, T. Fang, J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 7215.
36. W. Li, S. Li, Y. Jiang, J. Phys. Chem. A 2007, 111, 2193.
37. W. Hua, T. Fang, W. Li, J. Yu, S. Li, J. Phys. Chem. A 2008, 112, 10864.
38. V. Ganesh, R. K. Dongare, P. Balanarayan, S. R. Gadre, J. Chem. Phys. 2006, 125, 104109.
39. S. R. Gadre, V. Ganesh, J. Theor. Comp. Chem. 2006, 5, 835.
40. A. P. Rahalkar, V. Ganesh, S. R. Gadre, J. Chem. Phys. 2008, 129, 234101.
41. V. Deev, M. A. Collins, J. Chem. Phys. 2005, 122, 154102.
42. J. M. Mullin, L. B. Roskop, S. R. Pruitt, M. A. Collins, M. S. Gordon, J. Phys. Chem. A 2009, 113, 10040.
43. R. P. A. Bettens, A. M. Lee, J. Phys. Chem. A 2006, 110, 8777.
44. J. Rezac, D. R. Salahub, J. Comput. Theory Chem. 2010, 6, 91.
45. M. J. Field, P. A. Bash, M. Karplus, J. Comput. Chem. 1990, 11, 700.
46. J. Gao, Acc. Chem. Res. 1996, 29, 298.
47. W. L. Jorgensen, D. S. Maxwell, J. Tirado-Rives, J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 11225.
48. S. Antonczak, G. Monard, M. F. Ruiz-Lopez, J. L. Rivail, J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 8825.
49. Y. K. Zhang, T. S. Lee, W. Yang, J. Chem. Phys. 1999, 110, 46.
50. T. Vreven, K. Morokuma, In Annual Reports in Computational Chemistry; Elsevier: Oxford, 2006; Vol. 2, pp. 35-51.
51. W. Guo, A. Wu, X. Xu, Chem. Phys. Lett. 2010, 498, 203.
52. D. B. Chestnut, E. F. C. Byrd, Chem. Phys. 1996, 213, 153.
53. G. A. Dilabio, J. Phys. Chem. A 1999, 103, 11414.
54. R. Jurgens-Lutovsky, J. Almlof, Chem. Phys. Lett. 1991, 178, 451.
55. K. Wolinski, P. Pulay, J. Chem. Phys. 2003, 118, 9497.
56. W. Liang, M. Head-Gordon, J. Phys. Chem. A 2004, 108, 3206.
57. T. Nakajima, H. Hirao, J. Chem. Phys. 2006, 124, 184108.
58. R. P. Steele, Y. Shao, Jr., R. A. Distasio, M. Head-Gordon, J. Phys. Chem. A 2006, 110, 13915.
59. R. P. Steele, Jr., R. A. Distasio, Y. Shao, J. Kong, M. Head-Gordon, J. Chem. Phys. 2006, 125, 74108.
60. R. P. Steele, M. Head-Gordon, Mol. Phys. 2007, 105, 2455.
61. E. B. Wilson, J. C. Decius, P. C. Cross, In Molecular Vibrations; McGraw- Hill: New York, 1955.
62. J. Simons, P. Jorgensen, T. Tayloy, J. Ozment, J. Phys. Chem. 1983, 87, 2745.
63. C. Peng, H. B. Schlegel, Israel J. Chem. 1994, 33, 449.
64. C. Peng, P. Y. Ayala, H. B. Schlegel, M. J. Frisch, J. Comp. Chem. 1996, 17, 49.
65. A. Mordecai, In Nonlinear Programming: Analysis and Methods; Dover Publishing: New York, 2003.
66. M. J. Frisch, G. W. Trucks, H. B. Schlegel, G. E. Scuseria, M. A. Robb, J. R. Cheeseman, J. A. Montgomery, Jr., T. Vreven, K. N. Kudin, J. C. Burant, J. M. Millam, S. S. Iyengar, J. Tomasi, V. Barone, B. Mennucci, M. Cossi, G. Scalmani, N. Rega, G. A. Petersson, H. Nakatsuji, M. Hada, M. Ehara, K. Toyota, R. Fukuda, J. Hasegawa, M. Ishida, T. Nakajima, Y. Honda, O. Kitao, H. Nakai, M. Klene, X. Li, J. E. Knox, H. P. Hratchian, J. B. Cross, C. Adamo, J. Jaramillo, R. Gomperts, R. E. Stratmann, O. Yazyev, A. J. Austin, R. Cammi, C. Pomelli, J. W. Ochterski, P. Y. Ayala, K. Morokuma, G. A. Voth, P. Salvador, J. J. Dannenberg, V. G. Zakrzewski, S. Dapprich, A. D. Daniels, M. C. Strain, O. Farkas, D. K. Malick, A. D. Rabuck, K. Raghavachari, J. B. Foresman, J. V. Ortiz, Q. Cui, A. G. Baboul, S. Clifford, J. Cioslowski, B. B. Stefanov, G. Liu, A. Liashenko, P. Piskorz, I. Komaromi, R. L. Martin, D. J. Fox, T. Keith, M. A. Al-laham, C. Y. Peng, A. Nanayakkara, M. Challacombe, M. W. Gill, B. Johnson, W. Chen, M. W. Wong, C. Gonzalez, J. A. People, Gaussian 03, Gaussian, Inc., Wallingford CT, 2004.
67. http://cache-www.intel.com/cd/00/00/32/74/327405-327405.pdf (accessed September 10, 2011).
68. G. A. Petersson, A. Bennett, T. G. Tensfeldt, M. A. Al-Laham, W. A. Shirley, J. Mantzaris, J. Chem. Phys.1998, 89, 2193.
69. J. B. Collins, P. V. R. Schleyer, J. S. Binkley, J. A. Pople, J. Chem. Phys. 1976, 64, 5142.
70. J. S. Binkley, J. A. Pople, W. J. Hehre, J. Am. Chem. Soc. 1980, 102, 939.
71. A. D. Becke, J. Chem. Phys. 1993, 98, 5648.
72. C. Lee, W. Yang, R. G. Par, Phys. Rev. B 1988, 37, 785.
73. P. J. Stephens, F. J. Devlin, C. F. Chabalowski, M. J. Frisch, J. Phys. Chem. 1994, 98, 11623.
74. J. P. Perdew, K. Burke, M. Ernzerhof, Phys. Rev. Lett. 1996, 77, 3865.
75. Q. Zhao, W. Yang, J. Chem. Phys. 1995, 102, 9598.
76. T. Akama, A. Fujii, M. Kobayashi, H. Nakai, Mol. Phys. 2007, 105, 2799.
77. E. Kraka, D. Cremer, In Theoretical Models of Chemical Bonding, Part 2: The Concept of the Chemical Bond; Z. B. Maksic, Ed.; Springer Verlag: Heidelberg, 1990.
78. Chem3D, in ChemOffice 2007, Cambridgesoft: Cambridge, MA, 2007.
79. T. Akama, M. Kobayashi, H. Nakai, J. Comput. Chem. 2007, 28, 2003.
80. http://accelrys.com/products/materials-studio/index.html (accessed September 10, 2011).
81. J. W. Mintmire, C. T. White, Carbon, 1995, 33, 893.
82. M. Terrones, Ann. Rev. Mat. Res. 2003, 33, 419.
83. L. A. Girifalco, R. A. Lad, J. Chem. Phys. 1956, 25, 693.