Materials Studio中文版:世界领先的材料模拟软件

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"Materials Studio中文版帮助手册" Materials Studio是一款由Accelry’s公司开发的强大的材料模拟和建模软件,其设计目标是为用户提供世界领先的材料科学研究工具。该软件采用服务器/客户机架构,能够在Windows NT/2000/XP、Linux以及UNIX操作系统上运行,实现高效能的计算并将结果显示在用户的个人计算机上。 Materials Studio的核心特点是其集成的多种模拟方法,涵盖了量子力学、分子力学、介观模型、统计相关分析和各种分析工具。这一综合性的建模环境允许用户进行复杂的材料研究,同时提供优秀的可视化和数据处理功能。通过结合这些先进的运算方法,Materials Studio不仅适用于高级的材料科学研究,还能够帮助用户在报告或演示中增强材料展示。 Materials Visualizer是Materials Studio中的关键组件,它支持用户构建和操作各种类型的材料模型,包括但不限于有机和无机晶体、高聚物、非晶态物质、表面结构以及层状结构。这个模块还具备处理和分析文本、图形和表格数据的能力,方便与常见的办公软件如字处理程序、电子表格和演示软件进行数据交换,增强了数据共享和协作的可能性。 Materials Studio的模块化设计是其灵活性的一大体现。用户可以根据需求选择不同的模块,这些模块提供了不同的结构解析、性质预测和模拟功能。每个模块都可以与Materials Visualizer无缝集成,或者单独作为分子建模和图形软件使用。此外,如果用户安装了其他Materials Studio模块,计算任务可以在本地执行,也可以通过网络在远程服务器上运行,这种客户机/服务器模式确保了计算资源的优化利用。 总体而言,Materials Studio是材料科学家和工程师的理想工具,它的易用性和广泛的功能使得从初学者到专家都能有效地进行材料建模和研究,推动科学发现和技术进步。无论是进行微观结构的探索,还是预测材料的性能,Materials Studio都提供了全面的解决方案。
2020-04-13 上传
2020-04-13 上传
1.1量子力学方法 1.1.1 CASTEP CASTEP由Cambridge大学Mike Payne教授发布,采用密度泛函理论、平面波赝势法(用平面波描述外层价电子,内层电子用赝势代替),进行第一性原理量子力学计算的程序。其中总能量包含动能、静电能和交换关联能三部分,各部分能量都可以表示成密度的函数。电子与电子相互作用的交换和相关效应采用局域密度近似(LDA)或广义密度近似(GGA),静电势只考虑作用在系统价电子的有效势(即赝势:Ultrasoft 或norm-conserving),电子波函数用平面波基组扩展(基组数由Ecut-off确定),电子状态方程采用数值求解(积分点数由FFT mesh确定),电子气的密度由分子轨道波函数构造,分子轨道波函数采用原子轨道的线性组合(LCAO)构成。计算总能量采用SCF迭代。CASTEP在计算分子、固体、表面、界面、掺杂、错位等方面非常有优势。 主要功能及特性:  支持 PBE、PBE0、HSE03、HSE06以及SCAN meta-GGA 等交换关联泛函;  能量计算:形成能、吸附能、缺陷形成能、内聚能、表面能等;  结构优化:力与应力的计算、几何驰豫(原子坐标、晶胞参数、键长、键角、)等;  过渡态:过渡态搜索等;  电子结构:能带、态密度(局域、分波)、声子谱、电荷密度、差分电荷密度、电子局域函数、电子轨道、扫描隧道显微镜STM模拟、共价键级、静电势(支持可视化)、静电荷(Mulliken、Hirshfeld)、功函数、自旋极化(共线、非共线)、支持旋轨耦合、费米面、支持利用On-the-fly 生成模守恒(normconserving)赝势,特别适用于计算磁性材料和包含f电子的元素;  介电性质:波恩有效电荷、静态介电常数张量、极化率张量;  力学性质:弹性力常数张量,体模量,剪切模量,杨氏模量,泊松比;热力学性质:声子态密度、色散谱、熵、焓、自由能、零点能、德拜温度、等容热容随温度的变化曲线;  光学性质:红外光谱、拉曼光谱5.0、核磁共振谱(NMR CASTEP,可用DFT+U)、电子能量损失谱4.4(旋轨耦合效应5.5)、X射线吸收谱4.4(旋轨耦合效应5.5)、光频介电常数虚(实)部、吸收系数、折射率、能量损失函数、光导率虚(实)部;  动力学计算:支持NVE、NVT、NPT以及NPH等系综,以及多种控温控压函数;
2023-06-07 上传