VASP 대체 프로그램 모음
평면파 DFT부터 국소기저, 실공간, 분자/고체 특화 코드까지—연구 목적과 예산에 맞춘 선택 가이드
개요
VASP는 전자구조 계산에 널리 쓰이는 상용 DFT 패키지지만, 라이선스 비용과 접근성 때문에 대체 솔루션을 찾는 수요가 큽니다. 아래에는 오픈소스(무료)와 상용(유료) 대안을 목적별로 정리했습니다.
오픈소스(무료) 대체
Quantum ESPRESSO 평면파·PSP
- 가장 대중적인 오픈소스 DFT 패키지
- VASP와 유사한 평면파·의사퍼텐셜 워크플로우
- 광범위한 튜토리얼, 플러그인/유틸 풍부
- HPC 최적화, 대규모 시스템 운용 용이
ABINIT 평면파·PSP
- 전자구조, 포논, 전자-포논, 광학 등 지원
- GNU GPL 라이선스, 안정적 레퍼런스
- 광범위한 포스트프로세싱 도구와 연동
SIESTA 국소기저
- Localized basis로 메모리/속도 효율 우수
- 수천 원자 규모 대시스템에 유리
- 전하분석, 전송 등 재료화학 워크플로우 친화
Octopus 실공간·TDDFT
- 실공간 격자 기반, 실시간 TDDFT 강점
- 분자/나노/고체에 걸친 전자 동역학 연구
OpenMX 국소기저·NEGF
- Localized orbital, NEGF 전송 계산 지원
- 스핀–궤도 상호작용(SoC) 및 자성체 분석 유리
상용(유료) 대체
CASTEP 평면파
- 밴드 구조, DOS, 포논, 열역학 등 고체 물성 강력
- 신뢰도 높은 문헌/산업 적용 사례 다수
Materials Studio (DMol3 등) GUI
- 강력한 GUI & 워크플로우, 초보자 친화
- 양자화학·분자동역학 포함 통합 환경
Gaussian / ORCA 분자특화
- 분자 전자구조, 촉매/유기화합물에 강점
- 고체보다 분자 중심 연구에 적합
빠른 선택 가이드
| 연구 목적 | 추천 코드 | 비고 |
|---|---|---|
| 고체(결정) 전자구조/포논 | Quantum ESPRESSO, ABINIT, CASTEP | VASP와 유사한 평면파 생태계 |
| 대규모 시스템(수천 원자) | SIESTA, OpenMX | 국소기저로 메모리/시간 효율 ↑ |
| 시간의존/광응답(TDDFT) | Octopus | 실시간 동역학, 실공간 격자 |
| 분자/촉매/유기 | Gaussian, ORCA, DMol3 | 분자 스펙트로스코피/반응경로 |
| 전송(NEGF), 자성·SoC | OpenMX, SIESTA | 나노전자·스핀트로닉스 |
| GUI 편의성 | Materials Studio, CASTEP | 학습곡선 완만, 상용 |
마이그레이션 팁
- 의사퍼텐셜/함수: VASP에서 쓰던 XC(예: PBE, SCAN)와 유사한 PSP 세트를 선택하세요.
- 컷오프/격자: 평면파 코드는
ecutwfc·k-point수렴 테스트를 새로 수행하세요. - 구조최적화: 수렴 기준(힘/응력)과 알고리즘(BFGS, CG)을 명시적으로 맞추면 결과 비교가 수월합니다.
- 후처리: 밴드/DOS/포논은 코드별 포맷이 달라
seekpath,phonopy,sumo같은 툴 연계를 고려하세요. - 워크플로우: AiiDA, FireWorks, ASE로 파라미터 스윕과 재현성을 자동화하면 생산성이 크게 오릅니다.
요약
무료/오픈소스를 원하면 Quantum ESPRESSO, ABINIT, SIESTA, 산업·연구소 안정성을 원하면 CASTEP, Materials Studio, 분자 중심이면 Gaussian, ORCA가 무난한 선택입니다.
맞춤 추천 원하세요?
연구 대상(고체/분자), 필요한 계산(밴드·포논·TDDFT·전송), 시스템 크기, 가용 자원(GPU/노드 수)과 선호 라이선스(무료/상용)를 알려주시면 최적 조합과 예시 입력(INCAR/pw.in 등)까지 드릴게요.