Nanoyapı örnekleme yazılımlarında eniyilemeyi arttırma yolları

Abstract

DFT (Yoğunluk Fonksiyonel Kuramı) ortaya çıktığından beri hesaplamalı nanobilim önemli hale gelmiştir. Bilgisayarlara dayalı sayısal hesaplamalar iki önemli konuya odaklanmıştır, bunlar hesaplama hassasiyeti ve hesaplama hızıdır. Bu çalışmada, açık kaynak kodlu PW (Düzlem dalga) tabanlı QE (Quantum Espresso) yazılımı ile AO (Atomik orbital) tabanlı Siesta yazılımı BP (Siyah Fosforen) ile Alanine molekülünün etkileşimini ilk kez gerçekleştirmiştir. Aynı zamanda literatürdeki verilerle karşılaştırmak adına Adenine ve Guanine moleküllerinin etkileşim enerjileri de hesaplanmıştır. Daha sonra, hesaplama zamanını inceleyerek yazılımlar ve/ya da yöntemler arasındaki farklılıkları ortaya çıkarmaya ve sonuçların doğruluğunu bozmadan hesaplama zamanını düşürmeye yönelik çalışmalar yapılmıştır. Yapılan güncel bu tez çalışmamız, derleyicilerin ve yazılımların yeni sürümlerinin çok daha iyi performans sağladığını ve aynı zamanda derleyicilere ait parametrelerin ve çekirdek sayılarının etkili kullanımın hesaplama zamanına önemli ölçüde bir etkisinin var olduğunu göstermiştir.

Since DFT (Density Functional Theory) came to existence, the computational nano science has became significant. The numerical calculations based on computers have focused on two main subject, computational accuracy and computational speed. In this work, we have compared PW (Plane wave) based QE (Quantum Espresso) Code and AO (Atomic Orbitals) based Siesta Code, which are both Open-Source, by performing the calculations of BP (Black Phosphorene)-Alanine molecule for the first time. Also we have calculated the binding energies of Adenine and Guanine molecules on the phosphorene to compare with previous results in the literature. Next, we have explored the difference between the codes and/or methodologies by analyzing computational speed, making efforts to decrease the consumed computational time without compromising calculation accuracy. Our current this study shows that the newer version of the suitable compiler yields to very promising results and also effective use of the cores and flags of the compiler have also a great impact on the computational time.