Computational Materials Science Codes — Directory of 847 Tools

Curated directory of 847 computational materials science codes across DFT, TDDFT, DMFT, GW/BSE, tight-binding, phonons, molecular dynamics, structure prediction, post-processing and machine-learning frameworks. Browse by category; each entry links to detailed documentation, official site, and DOI references.

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Jump to category: 1. GROUND-STATE DFT · 2. TDDFT & EXCITED-STATE · 3. DMFT & MANY-BODY · 4. TIGHT-BINDING · 5. PHONONS · 6. DYNAMICS · 7. STRUCTURE PREDICTION · 8. POST-PROCESSING · 9. FRAMEWORKS · 10. NICHE & ML

1. GROUND-STATE DFT (178 tools)

1.1 Plane-Wave / Pseudopotential Codes (42)

ABACUS · ABINIT · APE · ATOMPAW · CASTEP · CP2K · CPMD · cpw2000 · DACAPO · DFT-FE · DFTK · DFTpy · dftworks · eminus · fhi98md · GAPW · GPAW · JDFTx · KSSOLV · MADNESS · NESSIE · OpenAtom · OPIUM · PARATEC · PARSEC · PEtot · PLATO · PROFESS · PWDFT · PWDFT_jl · PWPP · PWtransport · Qbox · Quantum ESPRESSO · QuantumATK · RMGDFT · S/PHI/nX · SimpleDFT · SIRIUS · SPARC · SPHINX · VASP

1.2 All-Electron Codes (25)

AkaiKKR · AngstromCube · BERTHA · DIRAC · Elk · EMTO · ErgoSCF · exciting · fem-tddft · Fleur · FPLO · HelFEM · HUTSEPOT · JuKKR · KKR · KKR-ASA · KKRhost · KKRnano · MuST · Questaal · ReSpect · RSPt · SPR-KKR · TOMBO · WIEN2k

1.3 Localized Basis Sets (35)

ACE-Molecule · ADF · ADF-BAND · AIMPRO · BAND · BigDFT · CONQUEST · CRYSTAL · deMon2k · DMol³ · DoNOF.jl · Entos Qcore · Erkale · EXESS · Fermi.jl · FHI-aims · FLOSIC · FreeON · GBasis · HONPAS · HORTON · inq · MESS · NRLMOL · OLCAO · ONETEP · OpenMX · OrbNet · Promethium · Psi4NumPy · PyDFT · PyFLOSIC · RESCU · SEQQUEST · SIESTA

1.4 Quantum Chemistry Suites (51)

ABIN · ACES · ACES-II · ACES-III · ADC · AMPAC · BAGEL · BDF · CADPAC · CC4S · ccpy · ccq · CFOUR · CheMPS2 · ChronusQ · Columbus · CuGBasis · Dalton · Dice · DQC · eT · ExaChem · FanPy · Firefly · GAMESS · GAMESS-US · Gaussian · GPU4PySCF · harpy · Jaguar · ModelHamiltonian · Molpro · MRCC · Multiwfn · NWChem · OpenMolcas · ORCA · Priroda · PSI4 · PyCI · pyqint · PySCF · Q-Chem · QUACK · Quantum-Package · QUICK · SlowQuant · Spartan · TeraChem · Turbomole · VOTCA-XTP

1.5 Tight-Binding DFT (13)

AMS-DFTB · DFTB · DFTB+ · DFTBaby · DFTBpy · Fireball · HOTBIT · MLTB · MOPAC · SCINE Sparrow · TBFIT · tightbinder · xTB

1.6 Specialized (2)

cmpy · FlapwMBPT

1.7 Machine Learning Enhanced DFT (3)

DeepH · MACE · NequIP

1.8 Educational / Lightweight DFT (3)

DFT++ · PyFock · tinydft

1.9 Real-Space DFT (1)

M-SPARC

1.10 Orbital Free DFT (3)

ATLAS · KineticNet · MaZe

2. TDDFT & EXCITED-STATE (68 tools)

2.1 Real-Time TDDFT (12)

CE-TDDFT · GCEED · GPAW (TDDFT) · kspy-tddft · Octopus · Qb@ll (Qball) · Qbox (TDDFT) · rhodent · RT-tddft · SALMON · Socorro · TTDFT

2.4 BSE Methods (11)

BSE · EXC · NBSE · OCEAN · Opticx · pyGWBSE · PyMEX · Real-Space-BSE · VASP-BSE · Xatu · Yambo

2.5 Hybrid & Specialized (16)

adcc · exciton1d · Gator · JADE-NAMD · Kujo · Newton-X · NEXMD · OpenQP · PyMM · QMMM-NAMD · SchNarc · Serenity · SHARC · std2 · StochasticGW · TDAP

3. DMFT & MANY-BODY (93 tools)

3.2 Impurity Solvers (25)

ana_cont · CT-HYB · CT-INT · CT-QMC · CT-SEG · CTAUX · CyGutz · d3mft · DMFTpack · DMRGPy · EDIpack · FTPS · GeauxCTQMC · · impurityModel · NCA_Standalone · NRG-ETH · NRG-ETH-CSC · Pomerol · risb · scsbz · SimpleDMFT_solver · SOM · SpM · TRIQS-NCA

3.3 QMC (20)

ad_afqmc · ALF · CanEnsAFQMC · CASINO · CHAMP · DCA++ · dqmc · HANDE · ipie · MonteCarlo.jl · NECI · ph-AFQMC · PyQMC · QMC2 · QMcBeaver · qmclib · QMCPACK · QUEST · QWalk · TurboRVB

3.4 Tensor Networks (17)

Block · DMRG++ · ExaTN · ITensor · merapp · mptensor · NORG · PEPS · PySCF-DMRG · PyTreeNet · Quimb · TeNeS · TeNPy · TensorCircuit · TensorNetwork · TNT Library · Uni10

3.5 Exact Diagonalization (6)

EDKit.jl · exactdiag · ExactDiagonalization.jl · MBL_ED · QuSpin · xdiag

4. TIGHT-BINDING (69 tools)

4.3 Quantum Transport (5)

Kwant · NanoTCAD ViDES · NEGF-DFT · NEMO5 · TBPLaS

4.4 Topological Analysis (9)

Berry · nested_wloop · PY-Nodes · pyqula · pytopomat · TopMat · TopoTB · WEYLFET · Z2Pack

5. PHONONS (39 tools)

6. DYNAMICS (21 tools)

7. STRUCTURE PREDICTION (56 tools)

7.1 Global Optimization & Evolutionary Algorithms (18)

AGOX · AIRSS · BOSS · CALYPSO · COPEX · CrySPY · EVO · FLAME · GASP · GAtor · Genarris · MAISE · MGAC · ParetoCSP · PyChemia · StructOpt · USPEX · XtalOpt

7.2 Basin Hopping & Local Optimization (4)

ASE-BasinHopping · Basin hopping · GMIN · TGMin

7.3 Crystal Structure Generation (13)

ASE-GA · CrySPR · CSPBench · HTOCSP · MUSE · OpenCSP · PXRDGen · PyMetadynamics · pyocse · PyXtal · RandSpg · SOPRANO · TCSP

7.4 ML-Accelerated Structure Prediction (7)

CrySPAI · CSPML · GNOA · MaterialsProject-ML · PyMCSP · PyXtal-ML · USPEX-ML

7.5 Generative Models (14)

AlphaCrystal · CDVAE · CrystalFlow · CrystalGAN · DiffCSP · EquiCSP · FlowLLM · FlowMM · GNoME · ICSG3D · MatterGen · OMatG · SyMat · SymmCD

8. POST-PROCESSING (237 tools)

8.4 Chemical Bonding Analysis (41)

AdNDP · AIM-UC · AIM2000 · AIMAll · AIMPAC · APOST3D · Bader · Bondalyzer · Chargemol · Chemissian · ChemTools · COHP · Critic2 · DDEC · denspart · DensToolKit · DGrid · EDDB · ESI-3D · ESIpy · Hirshfeld · IGMPlot · IGMpython · JANPA · Lobster · LobsterPy · MolBO · Molden2AIM · NBO · NCIPLOT · ORBKIT · PAMoC · pybader · PyMol-QTAIM · QMForge · QTAIM.wl · QuantVec · TopChem2 · TopIso3D Viewer · TopMod · TOPOND

8.6 Magnetism & Spin Dynamics (18)

AtomMag · DarkMAGIC · exchanges · fidimag · Jx_DMFT · MAELAS · Magnon codes · magnum.af · McPhase · MicroMagnetic.jl · mumax+ · Mumax3 · OOMMF · SpinW · Spirit · Ubermag · UppASD · VAMPIRE

8.7 Visualization (12)

ASE-GUI · Avogadro · cif2cell · JMol · matterviz · Molara · OVITO · PyMOL · surfaxe · VESTA · VMD · XCrySDen

8.8 Quantum Transport (10)

DPNEGF · Gollum · GreenCheetah · Jiezi · MIKA · Nanodcal · PyMoire · RUQT · Smeagol · Transiesta

9. FRAMEWORKS (64 tools)

9.1 General Purpose Libraries (12)

ASE · CatKit · Jarvis-Tools · maml · matscipy · MLatom · pymatgen · pymatgen-analysis · pymatgen-db · pymatviz · spglib · XenonPy

9.2 Workflow & Job Management (18)

AiiDA · atomate · atomate2 · Covalent · custodian · Dask · FireWorks · jobflow · jobflow-remote · Luigi · MAST · MyQueue · Parsl · ph3pywf · Pyiron · quacc · Signac · simmate

9.4 Materials Databases (15)

2DMatPedia · AFLOW · C2DB · CCDC · JARVIS · Materials Cloud · Materials Project · mp-api · NCD · NOMAD · OPTIMADE · OQMD · qmpy · teMatDb · thermo

9.5 Specialized Analysis Frameworks (5)

ASR · emmet · maggma · MPWorks · PyLada

10. NICHE & ML (22 tools)

10.1 MLIPs - Message Passing (3)

Allegro · m3gnet · SchNetPack

10.2 MLIPs - ACE/Linear (6)

ACE · AMP · MLIP · n2p2 · SIMPLE-NN · SNAP