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Plugin PySCF Calculator JP

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Hiromichi Yokoyama edited this page Aug 11, 2026 · 2 revisions

Plugin: PySCF Calculator（日本語）

PySCF Calculator は PySCF をバックエンドとして、MoleditPy 内で実際の量子化学計算を実行します：一点エネルギー、構造最適化、遷移状態探索、振動数解析、TD-DFT、剛体/緩和ポテンシャルエネルギー面スキャンに加え、得られた分子軌道・電子密度・静電ポテンシャルを見るための対話的な3Dビューアを備えます。
リポジトリ moleditpy_pyscf-calculator
作者 HiroYokoyama
対応 OS macOS, Linux, WSL のみ（PySCF にはネイティブの Windows ビルドがありません）
対応 Python >=3.9, <3.15
メニュー位置 Extensions ▸ PySCF Calculator...
追加の依存関係 PySCF, GeomeTRIC, NumPy, Matplotlib, PyQt6

インストール方法については Official Plugins を参照してください。

1. 概要

ダイアログには2つのタブがあります — バックグラウンドスレッドでジョブを設定・実行する Calculation タブと、ジョブの出力フォルダを読み込んで軌道、密度/ESP 表面、軌道エネルギー図、（振動数ジョブの場合は）熱力学的性質を確認する Visualization タブです。各実行はそれぞれ独自の output/job_N フォルダに書き込まれるため、異なるジョブの結果やチェックポイントが衝突することはありません。

2. Calculation タブ

Calculation Settings:

項目 選択肢
Job Type Energy, Geometry Optimization, Frequency, Optimization + Frequency, Transition State Optimization, TS Optimization + Frequency, TDDFT, Rigid Surface Scan, Relaxed Surface Scan
Configure Scan 2つのスキャン系ジョブタイプでのみ表示されるボタン — Scan Configuration ダイアログ（§2.1）を開く
N States スピンボックス（1–100、デフォルト 10）、TDDFT の場合のみ表示
Method RKS, RHF, UKS, UHF, ROKS, ROHF
Functional K 系メソッドでのみ有効。GGA（B3LYP, PBE, BP86, BLYP, PW91）；Hybrid GGA（PBE0, B3PW91, HSE06）；Meta-GGA（TPSS, SCAN, M06-L）；Hybrid Meta-GGA（M06, M06-2X, TPSSh, M11）；Range-Separated（ωB97X-D, CAM-B3LYP, LRC-ωPBE, LRC-ωPBEh）；LDA（LDA, SVWN）
Basis Set Pople（STO-3G から 6-311++G(3df,3pd) まで）、Dunning cc-pVDZ/TZ/QZ/5Z と aug- 変種、Karlsruhe def2-SVP/TZVP/QZVP/TZVPP/QZVPP、最小拡張の "ma-" def2 変種、LANL2DZ
Solvent None (Vacuum), Water, Ethanol, Methanol, Acetone, THF, Chloroform, Dichloromethane, Toluene, Benzene
Charge / Spin Multiplicity 電荷 -5..5、多重度 Singlet..Sextet；Auto Detect ボタンで読み込んだ分子から両方を自動入力（分子が既に読み込まれていれば、ダイアログを開いてから約100 ms後に自動実行もされます）
Max Threads / Max Memory 0（自動）から最大64スレッド；500–256000 MB
Enable Symmetry / Break Initial Guess Symmetry チェックボックス — 後者はスピン分極した UKS/UHF 解の収束を助けます
Max SCF Cycles 1–2000、デフォルト 100
Conv. Tolerance テキストフィールド、デフォルト 1e-9
DFT Grid Level 0–9、デフォルト 3
Output Dir デフォルトは ~/PySCF_Results、Browse ボタンあり

Save as Default で現在の Method/Basis/出力パスなどを今後のセッションの初期値として保存します。Run Calculation / Stop はバックグラウンドのワーカースレッドを制御し、不確定プログレスバーとログペイン（PySCF の標準出力全体、低レベルの警告を含む）がライブ更新されます。

2.1 Scan Configuration ダイアログ

2つのスキャン系ジョブタイプでは、Configure Scan をクリックすると3Dビューアで2、3、または4個の原子をクリックするよう求めるダイアログが開きます — クリックした原子数によって、スキャン座標が結合・角度・二面角のいずれかに自動判定されます。現在の選択、座標タイプ、現在値に加えて Start/End/Steps フィールド（デフォルト 10 ステップ）が表示されます。ダイアログを開いている間はメインウィンドウを一時的に測定選択モードに切り替え、200 ms ごとに3D選択をポーリングしてプレビューをライブ更新し、閉じると元のモードに戻します。

3. Visualization タブ

  • Result Folder — 読み取り専用のパスと Load Result Folder... ボタン。チェックポイントベースの結果（pyscf.chk / checkpoint.chk）とスキャン結果フォルダ（scan_results.csv + scan_trajectory.xyz）のどちらであるかを自動判定します。
  • Load Optimized Structure — 最適化されたジオメトリをメインの2D/3Dエディタに読み戻します。
  • Post-Calculation Analysis グループ：自動生成された軌道/プロパティのリスト（占有/仮想 MO、HOMO/LUMO、密度オプション）、任意軌道のための手動 MO インデックス入力、Generate & Visualize Selected（オンデマンドで cube ファイルを構築）、Show Orbital Energy Diagram、Show Thermodynamic Properties（Frequency ジョブの後にのみ有効）。
  • Visualization Controls（MO/密度 cube 用）：等値（0.0001–10.0、デフォルト 0.04）、正/負を別々に指定できるカラーピッカー、不透明度スライダー（デフォルト 40%）。
  • ESP Mapping Controls（マッピング済み/ESP 表面の場合のみ表示）：表面等値（デフォルト 0.004）、Fit ボタン付きの最小/最大カラーレンジ（表面の値分布に自動フィット）、カラーマップのドロップダウン（jet, jet_r, bwr, bwr_r, seismic, seismic_r, coolwarm, coolwarm_r, viridis, viridis_r — デフォルト jet_r）、不透明度。

3.1 Orbital Energy Diagram

対話的な HOMO/LUMO エネルギー準位プロット：準位をクリックすると（必要なら生成した上で）その cube を3D表示、ドラッグでズーム、スクロールでパン、ダブルクリックで HOMO–LUMO ギャップの表示に戻す、eV/Hartree 単位の切り替え、Save to PNG（UI 装飾を自動的に隠してきれいな図を保存）。

3.2 Thermodynamic Properties ダイアログ

Frequency 系ジョブの後にのみ有効になる独立したウィンドウで、熱化学量のテーブルと Export CSV を表示します。

4. 典型的なワークフロー

  1. MoleditPy で分子を作成または読み込み、Extensions ▸ PySCF Calculator... を開く。
  2. Calculation タブで Job Type、Method/Functional、Basis、Solvent、電荷/スピン（または Auto Detect）を選び、リソース上限を設定する。スキャンジョブの場合は Configure Scan をクリックし、3Dビューアで原子を選ぶ。
  3. Run Calculation を実行し、ログとプログレスバーを確認する。必要なら Stop で中断する。
  4. 完了すると自動的に Visualization タブに切り替わる（または Load Result Folder で過去のジョブを開く）。
  5. 軌道/プロパティを選択して Generate & Visualize し、等値/色/不透明度や ESP のカラーマップ/レンジを調整する。必要に応じて Orbital Energy Diagram や Thermodynamic Properties を開く。

5. See also

このページは PySCF Calculator v3.3.2 を対象に、2026-08-05 に作成されました。最新のバージョンは REGISTRY/plugins.json を参照してください。

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