全电子 APW+lo 方法
基于全势（线性化）缀加平面波加局域轨道方法，是全电子方案并包含相对论效应，属于能带结构计算中较精确的方案之一。
价格官网未标价
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归类论文与学术
收录2026-10-12
复核2026-10-12
编辑评分
4.2 / 5
★★★★☆
WIEN 2k编辑总结
WIEN2k 是维也纳工业大学材料化学研究所（P. Blaha、K. Schwarz 等）开发的固体电子结构计算程序包，基于密度泛函理论（DFT），采用全势（线性化）缀加平面波加局域轨道方法，是全电子、含相对论效应的方案。当前版本为 WIEN2k_24，已授权给 3600 多个用户组，在 Google Scholar 上被引用约 19000 次。程序由众多独立的 Fortran90 程序组成，通过 C-shell 脚本连接，可用浏览器配合 w2web 界面运行，也可从命令行运行。短板在于它面向的是需要自行搭建计算环境的研究者，不提供网页端的论文写作支持，普通读者难以上手。
WIEN 2k是什么？
WIEN2k 是由维也纳工业大学材料化学研究所的 P. Blaha、K. Schwarz、G. K. H. Madsen、D. Kvasnicka、J. Luitz、R. Laskowski、F. Tran 和 L. D. Marks 开发的程序包，用于使用密度泛函理论（DFT）计算固体的电子结构。它面向固体物理、材料化学领域的研究人员与研究生。
程序基于全势（线性化）缀加平面波加局域轨道（(L)APW+lo）方法，是全电子方案，包含相对论效应。它由许多独立的 Fortran90 程序组成，通过 C-shell 脚本连接在一起。用户可以用任意浏览器配合 w2web 界面运行，有经验的用户也可以从命令行运行。当前版本是 WIEN2k_24。
典型使用流程包括：定义结构（支持 cif 文件导入、空间群支持、对称性检测）、初始化（半自动引导式输入生成）、运行自洽循环（可同时优化原子位置）、计算所需性质，最后撰写论文。官网提到撰写论文这一步尚未在 w2web 中支持，需要用户自行完成。
WIEN 2k核心功能
多种交换关联泛函
支持 LDA、GGA、meta-GGA（通过 libxc 接口）、LDA+U 与 EECE、轨道极化以及 Hybrid-DFT。
官方说明 ↗磁性自旋轨道计算
支持自旋极化（铁磁或反铁磁结构）与自旋轨道耦合，并内置全部 230 个空间群，可处理中心或非中心对称晶胞。
官方说明 ↗多种并行运行模式
提供顺序模式、k 并行模式（不需要 MPI，适合慢网络下的公共 NFS），以及大规模并行 MPI 模式（共享内存或 Infiniband）。
官方说明 ↗结构与力学性质
可计算总能、力、平衡几何结构、结构优化、弹性常数以及分子动力学。
官方说明 ↗谱学与超精细性质
支持电场梯度、同质异能移、超精细场、NMR 化学位移与 NMR Knight 位移，以及 X 射线发射与吸收谱、电子能量损失谱。
官方说明 ↗能带与态密度
可计算能带和态密度、电子密度与自旋密度、X 射线结构因子、势场，以及 STM 和 AFM 模拟。
官方说明 ↗w2web 图形界面
可用任意浏览器配合 w2web 界面运行程序，引导式输入生成与「Guided Tasks」帮助完成结构定义、自洽循环和性质计算。
官方说明 ↗WIEN 2k值不值得用？
WIEN2k 适合研究固体的电子结构、需要全电子与相对论效应的科研场景。它采用全势 (L)APW+lo 方法，已授权给 3600 多个用户组，Google Scholar 引用约 19000 次，说明在凝聚态与材料计算领域被广泛使用。当你要计算能带、态密度、弹性常数、NMR 位移或 X 射线谱时，它是可选方案之一。但它的入口是 Fortran90 程序加 C-shell 脚本和 w2web 界面，需要自行准备计算环境与命令行基础，不适合想用网页工具做分析的人；撰写论文这一步也没有集成在 w2web 中，要自己完成。
建议选它的情况
- 需要全电子、含相对论效应的固体电子结构计算的研究者
- 要做能带、态密度、弹性常数等基础固体性质计算的课题组
- 需要 NMR 化学位移、超精细场、X 射线谱等谱学计算的研究
- 所在机构有计算集群、能用 MPI 或 k 并行模式部署的用户
不建议选它的情况
- 只想用浏览器网页工具做题、不想接触命令行和本地计算环境的用户
- 研究分子或溶液体系、需要的是量子化学而非固体能带计算的人
- 期望程序自带论文写作或排版功能的用户
WIEN 2k使用建议
入门先把路子走对
- 用 w2web 起步初次使用可从 w2web 界面入手：先定义结构（导入 cif 文件、选定空间群并做对称性检测），再走初始化流程生成输入。
- 先跑一遍自洽循环按「Guided Tasks」完成一次自洽循环，熟悉输出文件的位置和格式，再根据研究目标选择要计算的属性。
- 查官方功能页面先看官网 Features 页面确认你需要的性质是否在支持列表内，例如声子、费米面或光学性质，再建立计算流程。
进阶省时间也省钱
- 按网络条件选并行模式慢网络下的公共 NFS 用 k 并行模式（不需要 MPI）；有集群时用大规模并行 MPI 模式（共享内存或 Infiniband）。
- 声子计算接外部程序声子计算提供与 K. Parlinski 的 PHONON 或 A. Togo 的 Phonopy 程序的接口，可按已有工作流选用其中一个。
- 关注年度 workshop官网提到每年举办一次 WIEN2k workshop，供新老用户学习代码、做上手训练并交流经验，可留意活动通知与讲义。
WIEN 2k适合谁用？
固体物理研究者
推荐计算能带、态密度、弹性常数等固体性质，程序基于全势 (L)APW+lo 方法并含相对论效应，符合这类研究的精度要求。
材料计算课题组
推荐已授权给 3600 多个用户组，课题组可多人在同一套 Fortran90 程序与脚本环境下协作，用 MPI 模式跑集群。
做谱学计算的科研人员
推荐支持 NMR 化学位移、NMR Knight 位移、超精细场、X 射线发射与吸收谱、电子能量损失谱等，可用于对照实验谱。
需要网页即开即用的用户
有条件程序是 Fortran90 程序加 C-shell 脚本，虽然可用 w2web 浏览器界面运行，但仍需自行准备计算环境与输入文件，不是开箱即用的网页服务。
只想写论文排版的用户
不推荐官网明确指出撰写论文这一步尚未在 w2web 中支持，需要用户自己完成，指望程序内直接产出论文的用户会失望。
WIEN 2k优点和缺点
优点
- 全电子方案并包含相对论效应，属于能带结构计算中较精确的范围
- 功能覆盖能带、态密度、弹性常数、NMR 位移、X 射线谱等多类性质
- 内置全部 230 个空间群，支持中心与非中心对称晶胞
- 提供顺序、k 并行和大规模 MPI 三种运行模式，适配不同网络与集群
- 已授权给 3600 多个用户组，Google Scholar 引用约 19000 次
- 当前版本 WIEN2k_24，持续有新版本与年度 workshop 支持
缺点
- 由许多独立 Fortran90 程序组成，通过 C-shell 脚本连接，上手门槛偏高
- 撰写论文这一步未在 w2web 中支持，需要用户自行完成
- 官网未公开具体价格与授权费用
WIEN 2k关键指标
| 指标 | 数值 | 数据来源 |
|---|---|---|
| 已授权用户组 | 3600 多个 | 官网首页 |
| Google Scholar 引用数 | 约 19000 次 | 官网首页（Blaha WIEN2k） |
| 当前版本 | WIEN2k_24 | 官网首页 |
| 内置空间群数 | 全部 230 个 | 官网 Features 页面 |
| 第 27 届 workshop 时间 | 2024 年 4 月 8 日至 4 月 19 日 | 官网首页 |
WIEN 2k常见问题
WIEN2k 主要用来算什么？＋
用它做固体的电子结构计算。它基于密度泛函理论（DFT），采用全势（线性化）缀加平面波加局域轨道方法，可算能带和态密度、电子与自旋密度、总能与力、平衡几何与结构优化、弹性常数、分子动力学，以及 NMR 化学位移、超精细场、X 射线发射吸收谱和光学性质等。
现在的最新版本是哪个？＋
官网写明当前版本是 WIEN2k_24。程序由许多独立的 Fortran90 程序组成，通过 C-shell 脚本连接；可用任意浏览器配合 w2web 界面运行，有经验的用户也可以从命令行运行。
有图形界面吗，还是只能用命令行？＋
两种都可以。w2web 是浏览器界面，提供「Guided Tasks」引导式操作，能完成结构定义（cif 文件导入、空间群支持、对称性检测）、初始化输入生成、自洽循环和性质计算；有经验的用户也可以直接走命令行。官网提到撰写论文这一步尚未在 w2web 中支持。
它和其他能带计算程序相比有什么不同？＋
WIEN2k 的定位是全电子方案并包含相对论效应，基于全势 (L)APW+lo 方法。它内置全部 230 个空间群，支持自旋极化（铁磁或反铁磁）与自旋轨道耦合，并支持 LDA、GGA、meta-GGA、LDA+U、EECE、轨道极化和 Hybrid-DFT。这些特性决定了它更偏向需要高精度全电子处理的固体问题。
有多少人在用？＋
官网说明它已授权给 3600 多个用户组，在 Google Scholar 上（检索 Blaha WIEN2k）约有 19000 次引用。开发方也提到用户邮件列表上讨论活跃，并把成果归功于使用者和贡献者的国际合作。
它是怎么并行运行的？＋
提供三种模式：顺序模式；k 并行模式，不需要 MPI，适合网络较慢但共享公共 NFS 的环境；以及大规模并行 MPI 模式，可以使用共享内存或 Infiniband。可以按自己的机器条件和网络情况选择。
有学习和培训的渠道吗？＋
有。官网提到近几年形成了每年举办一次「WIEN2k-workshop」的传统，新老用户可以在会上学习代码、接受密集的上机训练并交流经验。其中第 27 届 WIEN2k workshop 在意大利的里雅斯特 Abdus Salam 国际理论物理中心（ICTP）举办。
WIEN 2k最新动态
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第 27 届 WIEN2k workshop 举办
第 27 届 WIEN2k workshop 在意大利的里雅斯特 Abdus Salam 国际理论物理中心（ICTP）举行，时间为 2024 年 4 月 8 日至 4 月 19 日。
