이 가이드에 관하여
xtb는 GFN 계열 타이트바인딩 방법을 계산하는 명령줄 프로그램이다. DFT보다 두세 자릿수 빠르면서 유기 분자의 구조는 꽤 잘 맞히기 때문에, 비싼 계산 앞단에서 후보를 추리거나 긴 동역학을 돌리는 데 쓴다. CREST는 xtb 위에서 메타다이내믹스와 최적화를 반복해 컨포머 앙상블을 만드는 도구다.
이 가이드는 xtb와 CREST를 명령줄에서 직접 쓰는 쪽을 다룬다. 같은 GFN-xTB 계산을 ORCA 입력 파일 안에서 부를 수도 있다.
ORCA 안에서 xTB 쓰기 → ORCA 가이드 16장
ORCA 입력의 키워드 줄에 ! XTB2를 쓰면 ORCA가 옆에 둔 otool_xtb(이 가이드의 xtb와 같은 실행 파일)를 불러 계산한다.
Vanda의 ORCA/6.1.0-gompi-2023b-avx2 모듈에는 이미 들어 있다.
- ORCA 쪽이 편할 때: xTB로 사전 최적화하고 그 구조와 헤시안을 DFT 최적화나 OptTS에 넘길 때,
! XTB NEB-TS로 경로를 먼저 훑을 때, ORCA MD나 QM/MM처럼 ORCA의 기능 위에서 에너지만 xTB로 싸게 계산할 때. - xtb를 직접 쓰는 쪽이 편할 때: CREST 컨포머 탐색, RMSD 메타다이내믹스, SHAKE와 수소 질량을 키운 긴 MD, 수백 개 구조를 셸 스크립트로 한꺼번에 돌릴 때.
두 가이드는 같은 분자(알라닌 다이펩타이드, 물 용매)를 예제로 써서 결과를 서로 비교할 수 있다.
주제별로 들어가기
01 · SETUP
설치와 실행
conda 설치, 첫 계산, 병렬 설정과 출력 파일.
02 · CALCULATIONS
단일점 · 최적화 · 진동수
GFN 수준 선택, 전하와 스핀, 제약 조건과 스캔.
03 · SOLVATION
용매 모델
ALPB와 GBSA, 용매 이름 쓰는 법.
04 · DYNAMICS
분자동역학 · 메타다이내믹스
$md 블록, SHAKE와 시간 간격, RMSD 바이어스.
05 · CREST
컨포머 탐색
iMTD-GC 앙상블, 에너지 창, 출력 해석.
06 · WORKFLOW
CREST에서 DFT까지
xTB 앙상블을 DFT로 다시 줄 세우는 전 과정.
인용
- GFN2-xTB: Bannwarth, Ehlert, Grimme, J. Chem. Theory Comput. 2019, 15, 1652.
- xtb 프로그램 개관: Bannwarth 외, WIREs Comput. Mol. Sci. 2021, 11, e1493.
- CREST: Pracht, Bohle, Grimme, Phys. Chem. Chem. Phys. 2020, 22, 7169.
- CREST 3: Pracht 외, J. Chem. Phys. 2024, 160, 114110.
참고 자료
공식 문서는 xtb-docs.readthedocs.io와 crest-lab.github.io/crest-docs에 있다.