mirror of
https://github.com/pfloos/quack
synced 2024-12-22 20:35:36 +01:00
RMOM
This commit is contained in:
parent
5e6e95b887
commit
378bfd9356
@ -1,11 +1,11 @@
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# RHF UHF KS MOM
|
# RHF UHF KS MOM
|
||||||
T F F F
|
T F F T
|
||||||
# MP2* MP3 MP2-F12
|
# MP2* MP3 MP2-F12
|
||||||
F F F
|
F F F
|
||||||
# CCD DCD CCSD CCSD(T)
|
# CCD DCD CCSD CCSD(T)
|
||||||
T T T T
|
F F F F
|
||||||
# drCCD rCCD lCCD pCCD
|
# drCCD rCCD lCCD pCCD
|
||||||
F F F T
|
F F F F
|
||||||
# CIS* CIS(D) CID CISD FCI
|
# CIS* CIS(D) CID CISD FCI
|
||||||
F F F F F
|
F F F F F
|
||||||
# RPA* RPAx* ppRPA
|
# RPA* RPAx* ppRPA
|
||||||
|
|||||||
195
src/HF/MOM.f90
195
src/HF/MOM.f90
@ -1,195 +0,0 @@
|
|||||||
subroutine MOM(maxSCF,thresh,max_diis,nBas,nO,S,T,V,Hc,ERI,X,ENuc,ERHF,c,e,P)
|
|
||||||
|
|
||||||
! Maximum overlap method
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|
|
||||||
implicit none
|
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||||||
|
|
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! Input variables
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||||||
|
|
||||||
integer,intent(in) :: maxSCF,max_diis
|
|
||||||
double precision,intent(in) :: thresh
|
|
||||||
|
|
||||||
integer,intent(in) :: nBas,nO
|
|
||||||
double precision,intent(in) :: ENuc
|
|
||||||
double precision,intent(in) :: S(nBas,nBas),T(nBas,nBas),V(nBas,nBas),Hc(nBas,nBas)
|
|
||||||
double precision,intent(in) :: ERI(nBas,nBas,nBas,nBas),X(nBas,nBas)
|
|
||||||
|
|
||||||
! Local variables
|
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||||||
|
|
||||||
integer :: iBas,jBas
|
|
||||||
integer :: nSCF,nBasSq,n_diis
|
|
||||||
double precision :: ET,EV,EJ,EK,Conv,Gap
|
|
||||||
double precision :: rcond
|
|
||||||
double precision,external :: trace_matrix
|
|
||||||
double precision,allocatable :: error(:,:),error_diis(:,:),F_diis(:,:)
|
|
||||||
double precision,allocatable :: J(:,:),K(:,:),cp(:,:),F(:,:),Fp(:,:)
|
|
||||||
double precision,allocatable :: cG(:,:),ON(:)
|
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||||||
|
|
||||||
! Output variables
|
|
||||||
|
|
||||||
double precision,intent(inout):: ERHF,c(nBas,nBas),e(nBas),P(nBas,nBas)
|
|
||||||
|
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||||||
! Hello world
|
|
||||||
|
|
||||||
write(*,*)
|
|
||||||
write(*,*)'************************************************'
|
|
||||||
write(*,*)'| Maximum overlap method |'
|
|
||||||
write(*,*)'************************************************'
|
|
||||||
write(*,*)
|
|
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|
|
||||||
! Useful quantities
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|
|
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nBasSq = nBas*nBas
|
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||||||
|
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! Memory allocation
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|
|
||||||
allocate(J(nBas,nBas),K(nBas,nBas),error(nBas,nBas), &
|
|
||||||
cp(nBas,nBas),Fp(nBas,nBas),F(nBas,nBas), &
|
|
||||||
cG(nBas,nBas),ON(nBas), &
|
|
||||||
error_diis(nBasSq,max_diis),F_diis(nBasSq,max_diis))
|
|
||||||
|
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||||||
! Set up guess orbitals
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cG(:,:) = c(:,:)
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! Set up occupation numbers
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ON(1:nO) = 1d0
|
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||||||
ON(nO+1:nBas) = 0d0
|
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||||||
|
|
||||||
! HOMO-LUMO transition
|
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||||||
|
|
||||||
ON(nO) = 0d0
|
|
||||||
ON(nO+1) = 1d0
|
|
||||||
|
|
||||||
write(*,*)
|
|
||||||
write(*,*) ' --- Initial MO occupations --- '
|
|
||||||
write(*,*)
|
|
||||||
call matout(nBas,1,ON)
|
|
||||||
write(*,*)
|
|
||||||
|
|
||||||
! Compute density matrix
|
|
||||||
|
|
||||||
call density_matrix(nBas,ON,c,P)
|
|
||||||
|
|
||||||
! Initialization
|
|
||||||
|
|
||||||
n_diis = 0
|
|
||||||
F_diis(:,:) = 0d0
|
|
||||||
error_diis(:,:) = 0d0
|
|
||||||
Conv = 1d0
|
|
||||||
nSCF = 0
|
|
||||||
|
|
||||||
!------------------------------------------------------------------------
|
|
||||||
! Main SCF loop
|
|
||||||
!------------------------------------------------------------------------
|
|
||||||
write(*,*)
|
|
||||||
write(*,*)'----------------------------------------------------'
|
|
||||||
write(*,*)'| MOM calculation |'
|
|
||||||
write(*,*)'----------------------------------------------------'
|
|
||||||
write(*,'(1X,A1,1X,A3,1X,A1,1X,A16,1X,A1,1X,A10,1X,A1,1X,A10,1X,A1,1X)') &
|
|
||||||
'|','#','|','HF energy','|','Conv','|','HL Gap','|'
|
|
||||||
write(*,*)'----------------------------------------------------'
|
|
||||||
|
|
||||||
do while(Conv > thresh .and. nSCF < maxSCF)
|
|
||||||
|
|
||||||
! Increment
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nSCF = nSCF + 1
|
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|
||||||
! Build Fock matrix
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|
|
||||||
call Coulomb_matrix_AO_basis(nBas,P,ERI,J)
|
|
||||||
call exchange_matrix_AO_basis(nBas,P,ERI,K)
|
|
||||||
|
|
||||||
F(:,:) = Hc(:,:) + J(:,:) + K(:,:)
|
|
||||||
|
|
||||||
! Check convergence
|
|
||||||
|
|
||||||
error = matmul(F,matmul(P,S)) - matmul(matmul(S,P),F)
|
|
||||||
Conv = maxval(abs(error))
|
|
||||||
|
|
||||||
! DIIS extrapolation
|
|
||||||
|
|
||||||
n_diis = min(n_diis+1,max_diis)
|
|
||||||
call DIIS_extrapolation(rcond,nBasSq,nBasSq,n_diis,error_diis,F_diis,error,F)
|
|
||||||
|
|
||||||
! Reset DIIS if required
|
|
||||||
|
|
||||||
if(abs(rcond) < 1d-15) n_diis = 0
|
|
||||||
|
|
||||||
! Diagonalize Fock matrix
|
|
||||||
|
|
||||||
Fp = matmul(transpose(X),matmul(F,X))
|
|
||||||
cp(:,:) = Fp(:,:)
|
|
||||||
call diagonalize_matrix(nBas,cp,e)
|
|
||||||
c = matmul(X,cp)
|
|
||||||
|
|
||||||
! MOM overlap
|
|
||||||
|
|
||||||
call MOM_overlap(nBas,nO,S,cG,c,ON)
|
|
||||||
|
|
||||||
! Density matrix
|
|
||||||
|
|
||||||
call density_matrix(nBas,ON,c,P)
|
|
||||||
|
|
||||||
! Compute HF energy
|
|
||||||
|
|
||||||
ERHF = trace_matrix(nBas,matmul(P,Hc)) &
|
|
||||||
+ 0.5d0*trace_matrix(nBas,matmul(P,J)) &
|
|
||||||
+ 0.5d0*trace_matrix(nBas,matmul(P,K))
|
|
||||||
|
|
||||||
! Compute HOMO-LUMO gap
|
|
||||||
|
|
||||||
if(nBas > nO) then
|
|
||||||
|
|
||||||
Gap = e(nO+1) - e(nO)
|
|
||||||
|
|
||||||
else
|
|
||||||
|
|
||||||
Gap = 0d0
|
|
||||||
|
|
||||||
endif
|
|
||||||
|
|
||||||
! Dump results
|
|
||||||
|
|
||||||
write(*,'(1X,A1,1X,I3,1X,A1,1X,F16.10,1X,A1,1X,F10.6,1X,A1,1X,F10.6,1X,A1,1X)') &
|
|
||||||
'|',nSCF,'|',ERHF+ENuc,'|',Conv,'|',Gap,'|'
|
|
||||||
|
|
||||||
enddo
|
|
||||||
write(*,*)'----------------------------------------------------'
|
|
||||||
!------------------------------------------------------------------------
|
|
||||||
! End of SCF loop
|
|
||||||
!------------------------------------------------------------------------
|
|
||||||
|
|
||||||
! Did it actually converge?
|
|
||||||
|
|
||||||
if(nSCF == maxSCF) then
|
|
||||||
|
|
||||||
write(*,*)
|
|
||||||
write(*,*)'!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!'
|
|
||||||
write(*,*)' Convergence failed '
|
|
||||||
write(*,*)'!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!'
|
|
||||||
write(*,*)
|
|
||||||
|
|
||||||
stop
|
|
||||||
|
|
||||||
endif
|
|
||||||
|
|
||||||
write(*,*)
|
|
||||||
write(*,*) ' --- Final MO occupations --- '
|
|
||||||
write(*,*)
|
|
||||||
call matout(nBas,1,ON)
|
|
||||||
write(*,*)
|
|
||||||
|
|
||||||
! Compute HF energy
|
|
||||||
|
|
||||||
ET = trace_matrix(nBas,matmul(P,T))
|
|
||||||
EV = trace_matrix(nBas,matmul(P,V))
|
|
||||||
EJ = 0.5d0*trace_matrix(nBas,matmul(P,J))
|
|
||||||
EK = 0.5d0*trace_matrix(nBas,matmul(P,K))
|
|
||||||
ERHF = ET + EV + EJ + EK
|
|
||||||
|
|
||||||
call print_RHF(nBas,nO,e,c,ENuc,ET,EV,EJ,EK,ERHF)
|
|
||||||
|
|
||||||
end subroutine MOM
|
|
||||||
209
src/HF/RMOM.f90
Normal file
209
src/HF/RMOM.f90
Normal file
@ -0,0 +1,209 @@
|
|||||||
|
subroutine RMOM(maxSCF,thresh,max_diis,guess_type,nNuc,ZNuc,rNuc,ENuc,nBas,nO,S,T,V,Hc,ERI,dipole_int,X,ERHF,e,c,P,Vx)
|
||||||
|
|
||||||
|
! Perform restricted Hartree-Fock calculation with MOM algorithm
|
||||||
|
|
||||||
|
implicit none
|
||||||
|
include 'parameters.h'
|
||||||
|
|
||||||
|
! Input variables
|
||||||
|
|
||||||
|
integer,intent(in) :: maxSCF,max_diis,guess_type
|
||||||
|
double precision,intent(in) :: thresh
|
||||||
|
|
||||||
|
integer,intent(in) :: nBas
|
||||||
|
integer,intent(in) :: nO
|
||||||
|
integer,intent(in) :: nNuc
|
||||||
|
double precision,intent(in) :: ZNuc(nNuc)
|
||||||
|
double precision,intent(in) :: rNuc(nNuc,ncart)
|
||||||
|
double precision,intent(in) :: ENuc
|
||||||
|
double precision,intent(in) :: S(nBas,nBas)
|
||||||
|
double precision,intent(in) :: T(nBas,nBas)
|
||||||
|
double precision,intent(in) :: V(nBas,nBas)
|
||||||
|
double precision,intent(in) :: Hc(nBas,nBas)
|
||||||
|
double precision,intent(in) :: X(nBas,nBas)
|
||||||
|
double precision,intent(in) :: ERI(nBas,nBas,nBas,nBas)
|
||||||
|
double precision,intent(in) :: dipole_int(nBas,nBas,ncart)
|
||||||
|
|
||||||
|
! Local variables
|
||||||
|
|
||||||
|
integer :: nSCF
|
||||||
|
integer :: nBasSq
|
||||||
|
integer :: n_diis
|
||||||
|
double precision :: ET
|
||||||
|
double precision :: EV
|
||||||
|
double precision :: EJ
|
||||||
|
double precision :: EK
|
||||||
|
double precision :: dipole(ncart)
|
||||||
|
|
||||||
|
double precision :: Conv
|
||||||
|
double precision :: Gap
|
||||||
|
double precision :: rcond
|
||||||
|
double precision,external :: trace_matrix
|
||||||
|
double precision,allocatable :: error(:,:)
|
||||||
|
double precision,allocatable :: error_diis(:,:)
|
||||||
|
double precision,allocatable :: F_diis(:,:)
|
||||||
|
double precision,allocatable :: J(:,:)
|
||||||
|
double precision,allocatable :: K(:,:)
|
||||||
|
double precision,allocatable :: cp(:,:)
|
||||||
|
double precision,allocatable :: F(:,:)
|
||||||
|
double precision,allocatable :: Fp(:,:)
|
||||||
|
double precision,allocatable :: ON(:)
|
||||||
|
|
||||||
|
! Output variables
|
||||||
|
|
||||||
|
double precision,intent(out) :: ERHF
|
||||||
|
double precision,intent(out) :: e(nBas)
|
||||||
|
double precision,intent(out) :: c(nBas,nBas)
|
||||||
|
double precision,intent(out) :: P(nBas,nBas)
|
||||||
|
double precision,intent(out) :: Vx(nBas)
|
||||||
|
|
||||||
|
! Hello world
|
||||||
|
|
||||||
|
write(*,*)
|
||||||
|
write(*,*)'*********************************************'
|
||||||
|
write(*,*)'| Restricted Maximum Overlap Method |'
|
||||||
|
write(*,*)'*********************************************'
|
||||||
|
write(*,*)
|
||||||
|
|
||||||
|
! Useful quantities
|
||||||
|
|
||||||
|
nBasSq = nBas*nBas
|
||||||
|
|
||||||
|
! Memory allocation
|
||||||
|
|
||||||
|
allocate(J(nBas,nBas),K(nBas,nBas),error(nBas,nBas), &
|
||||||
|
cp(nBas,nBas),Fp(nBas,nBas),F(nBas,nBas),ON(nBas), &
|
||||||
|
error_diis(nBasSq,max_diis),F_diis(nBasSq,max_diis))
|
||||||
|
|
||||||
|
! Guess coefficients and eigenvalues
|
||||||
|
|
||||||
|
call mo_guess(nBas,nO,guess_type,S,Hc,ERI,J,K,X,cp,F,Fp,e,c,P)
|
||||||
|
|
||||||
|
! ON(:) = 0d0
|
||||||
|
! do i=1,nO
|
||||||
|
! ON(i) = 1d0
|
||||||
|
! ON(i) = dble(2*i-1)
|
||||||
|
! end do
|
||||||
|
|
||||||
|
! call density_matrix(nBas,ON,c,P)
|
||||||
|
|
||||||
|
! Initialization
|
||||||
|
|
||||||
|
n_diis = 0
|
||||||
|
F_diis(:,:) = 0d0
|
||||||
|
error_diis(:,:) = 0d0
|
||||||
|
Conv = 1d0
|
||||||
|
nSCF = 0
|
||||||
|
|
||||||
|
!------------------------------------------------------------------------
|
||||||
|
! Main SCF loop
|
||||||
|
!------------------------------------------------------------------------
|
||||||
|
write(*,*)
|
||||||
|
write(*,*)'----------------------------------------------------'
|
||||||
|
write(*,*)'| RHF calculation |'
|
||||||
|
write(*,*)'----------------------------------------------------'
|
||||||
|
write(*,'(1X,A1,1X,A3,1X,A1,1X,A16,1X,A1,1X,A10,1X,A1,1X,A10,1X,A1,1X)') &
|
||||||
|
'|','#','|','HF energy','|','Conv','|','HL Gap','|'
|
||||||
|
write(*,*)'----------------------------------------------------'
|
||||||
|
|
||||||
|
do while(Conv > thresh .and. nSCF < maxSCF)
|
||||||
|
|
||||||
|
! Increment
|
||||||
|
|
||||||
|
nSCF = nSCF + 1
|
||||||
|
|
||||||
|
! Build Fock matrix
|
||||||
|
|
||||||
|
call Coulomb_matrix_AO_basis(nBas,P,ERI,J)
|
||||||
|
call exchange_matrix_AO_basis(nBas,P,ERI,K)
|
||||||
|
|
||||||
|
F(:,:) = Hc(:,:) + J(:,:) + 0.5d0*K(:,:)
|
||||||
|
|
||||||
|
! Check convergence
|
||||||
|
|
||||||
|
error = matmul(F,matmul(P,S)) - matmul(matmul(S,P),F)
|
||||||
|
Conv = maxval(abs(error))
|
||||||
|
|
||||||
|
! DIIS extrapolation
|
||||||
|
|
||||||
|
n_diis = min(n_diis+1,max_diis)
|
||||||
|
if(abs(rcond) > 1d-7) then
|
||||||
|
call DIIS_extrapolation(rcond,nBasSq,nBasSq,n_diis,error_diis,F_diis,error,F)
|
||||||
|
else
|
||||||
|
n_diis = 0
|
||||||
|
end if
|
||||||
|
|
||||||
|
! Diagonalize Fock matrix
|
||||||
|
|
||||||
|
Fp = matmul(transpose(X),matmul(F,X))
|
||||||
|
cp(:,:) = Fp(:,:)
|
||||||
|
call diagonalize_matrix(nBas,cp,e)
|
||||||
|
c = matmul(X,cp)
|
||||||
|
|
||||||
|
! Density matrix
|
||||||
|
|
||||||
|
P(:,:) = 2d0*matmul(c(:,1:nO),transpose(c(:,1:nO)))
|
||||||
|
|
||||||
|
! call density_matrix(nBas,ON,c,P)
|
||||||
|
|
||||||
|
! Compute HF energy
|
||||||
|
|
||||||
|
ERHF = trace_matrix(nBas,matmul(P,Hc)) &
|
||||||
|
+ 0.5d0*trace_matrix(nBas,matmul(P,J)) &
|
||||||
|
+ 0.25d0*trace_matrix(nBas,matmul(P,K))
|
||||||
|
|
||||||
|
! Compute HOMO-LUMO gap
|
||||||
|
|
||||||
|
if(nBas > nO) then
|
||||||
|
|
||||||
|
Gap = e(nO+1) - e(nO)
|
||||||
|
|
||||||
|
else
|
||||||
|
|
||||||
|
Gap = 0d0
|
||||||
|
|
||||||
|
endif
|
||||||
|
|
||||||
|
! Dump results
|
||||||
|
|
||||||
|
write(*,'(1X,A1,1X,I3,1X,A1,1X,F16.10,1X,A1,1X,F10.6,1X,A1,1X,F10.6,1X,A1,1X)') &
|
||||||
|
'|',nSCF,'|',ERHF+ENuc,'|',Conv,'|',Gap,'|'
|
||||||
|
|
||||||
|
enddo
|
||||||
|
write(*,*)'----------------------------------------------------'
|
||||||
|
!------------------------------------------------------------------------
|
||||||
|
! End of SCF loop
|
||||||
|
!------------------------------------------------------------------------
|
||||||
|
|
||||||
|
! Did it actually converge?
|
||||||
|
|
||||||
|
if(nSCF == maxSCF) then
|
||||||
|
|
||||||
|
write(*,*)
|
||||||
|
write(*,*)'!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!'
|
||||||
|
write(*,*)' Convergence failed '
|
||||||
|
write(*,*)'!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!'
|
||||||
|
write(*,*)
|
||||||
|
|
||||||
|
stop
|
||||||
|
|
||||||
|
endif
|
||||||
|
|
||||||
|
! Compute HF energy
|
||||||
|
|
||||||
|
ET = trace_matrix(nBas,matmul(P,T))
|
||||||
|
EV = trace_matrix(nBas,matmul(P,V))
|
||||||
|
EJ = 0.5d0*trace_matrix(nBas,matmul(P,J))
|
||||||
|
EK = 0.25d0*trace_matrix(nBas,matmul(P,K))
|
||||||
|
ERHF = ET + EV + EJ + EK
|
||||||
|
|
||||||
|
! Compute dipole moments
|
||||||
|
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call dipole_moment(nBas,P,nNuc,ZNuc,rNuc,dipole_int,dipole)
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call print_RHF(nBas,nO,e,C,ENuc,ET,EV,EJ,EK,ERHF,dipole)
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! Compute Vx for post-HF calculations
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call exchange_potential(nBas,c,K,Vx)
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end subroutine RMOM
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@ -343,8 +343,18 @@ program QuAcK
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if(doMOM) then
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if(doMOM) then
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call cpu_time(start_MOM)
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call cpu_time(start_MOM)
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call MOM(maxSCF_HF,thresh_HF,n_diis_HF, &
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nBas,nO,S,T,V,Hc,ERI_AO,X,ENuc,ERHF,cHF,eHF,PHF)
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if(unrestricted) then
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! call UMOM()
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else
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call RMOM(maxSCF_HF,thresh_HF,n_diis_HF,guess_type,nNuc,ZNuc,rNuc,ENuc, &
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nBas,nO,S,T,V,Hc,ERI_AO,dipole_int_AO,X,ERHF,eHF,cHF,PHF,Vxc)
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end if
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call cpu_time(end_MOM)
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call cpu_time(end_MOM)
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t_MOM = end_MOM - start_MOM
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t_MOM = end_MOM - start_MOM
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