)計算について説明します。
「work」ディレクトリ内の入力ファイル「DIA8_DC.dat」において、キーワード「EigenvalueSolver」を使
ってDCを指定して下さい。
scf.EigenvalueSolver DC
入力ファイル「DIA8_DC.dat」を用いてOpenMXを通常実行します。
% ./openmx DIA8_DC.dat
この入力ファイルは8個の炭素原子を含むダイヤモンド格子のDC計算を行うためのものです。構造最適化は行いません。
計算時間はXeonプロセッサ （2.6 GHz）を使用した場合にはおよそ120秒です。
図15に、分割統治法によるダイヤモンド炭素の計算時間と計算メモリ量をスーパーセル内の炭素原子数の関数として示します。
計算時間は１回のSCFステップに対する対角化の所要時間、またメモリ使用量は１つのMPIプロセス当りを示します。
図から、計算時間とメモリ使用量は原子数にほぼ比例することが分かります。
DC法の計算精度と計算効率はキーワード「orderN.HoppingRanges」で制御されます。
各原子を中心とする球の半径(Å)を「orderN.HoppingRanges」キーワードで定義します。
DC法およびO()クリロフ部分空間法では、この球内に含まれる原子を選択することで切り取られたクラスタが構成されます。
系の原子数をとすると、「orderN.HoppingRanges」で指定された半径の球で物理的に切り取られたクラスターが個、
構築されます。それぞれのクラスターに対して、独立に固有値問題を解き、中心原子への射影状態密度を計算します。
その後、全ての原子からの射影状態密度を足し合せることで、全系の状態密度が計算されます。
「orderN.HoppingRanges」の適切な値は系によって異なりますが、分子系では
計算精度と計算効率の妥協点として次の値が推奨されます。
orderN.HoppingRanges 6.0 - 7.0 # in Ang.
表2に、C
分子と小ペプチド分子（バロルフィン(valorphin) [63]）およびシトシンとグアニンから構成されるDNAについて、
通常の対角化法とDC法で計算した全エネルギーの比較を示します。
DC法で計算した全エネルギーの誤差は、どの系でも1原子当りミリハートリー程度であることが分かります。
また本計算で用いた計算条件では原子数が500以上になると DC法が通常の対角化法より高速となることが推定されますが、
計算時間における通常の対角化法とDC法の交差点は、系と並列計算で使用するコア数に依存しています。
切り取られたクラスターのサイズによって全エネルギーの収束性がだいたいどのように変わるかを見るため、通常の対角化と比較した全エネルギーの誤差を 図16に示します。ここでは切り取られたクラスターの原子数をパラメーターとして(a) 有限ギャップを持った固体、(b) 金属、(c) 分子の３つの場合を 取り上げました。これから分かることは、(a) 有限ギャップを持った固体と(c) 分子系の場合にはその誤差がほぼ指数関数的に減少し、 (b) 金属の場合には収束速度が相対的に遅いということです。
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