QuantumATK 中的建模工具

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QuantumATK的图形界面 NanoLab 提供了丰富易用的建模工具,能够满足不同层次的模型构建需求。这里介绍并演示 NanoLab 的建模功能。 更多功能介绍详见 QuantumATK功能列表。 概述 原子级结构建模工具,可构建分子、晶体、纳米结构和器件 对称性信息工具 超胞工具 交互式的结构(原子或片段)控制(选择、编辑、移动), 表面建模 选择Miller指数,表面布拉维各自和切割平面 创建slab或超胞结构 界面建模 分析不同的超胞大小和晶体角度的应变 优化界面结构 正二十面体建模 构建二十面体纳米粒子 Wulff 结构建模 构建表面能最低的纳米粒子 NEB 建模 设置反应路径 逐个编辑中间态 使用 IDPP 方法预优化 NEB 路径 使用 Python 脚本调用各种方法(LI-LinearInterpolation、HLC-HalgrenLipscomb和IDPP-ImageDependentPairPotential)进行自动化 NEB 路径创建 创建器件结构用于输运计算 纳米结构(石墨烯、纳米管、纳米线)建模 分子建模工具 多晶建模工具 表面钝化工具 导入导出绝大多数结构文件类型(可以用插件扩展功能,内置 OpenBabel) Packmol分子填充工具 内置 SQS 建模工具 使用基因算法(其他程序采用蒙特卡洛方法会比较慢) 目前支持二元体系,例如 SiGe 或者 InxGaAs 支持任意结构,比如纳米线 Python 命令行终端 […]

纳米材料与电子器件模拟研讨会暨ATK workshop 2014

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费米科技与 QuantumWise 合作,将于2014年10月在上海举办为期三天的 “纳米材料与电子器件模拟研讨会” 与 “ATK workshop 2014”。届时,QuantumWise公司 的 Dr. Kurt Stokbro 与 Dr. Marcus Yee 将为广大 ATK 用户与研究者详解 ATK2014 版最新功能(了解ATK2014 beta版功能),介绍相关领域的最新进展。我们也将邀请 ATK 的资深用户分享交流研究经验,同时也热忱欢迎广大老师和同学在会上介绍自己的工作。ATK 软件培训课程则侧重手把手为大家介绍 ATK 和 VNL 的基本操作、最新功能和使用技巧。

费米科技将参加中国物理学会2014秋季学术会议

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中国物理学会(CPS)2014秋季学术会议将于 2014年9月11—14日在哈尔滨工业大学召开,费米科技作为行业内的新兴力量有幸赞助此次会议。公司展位在52号,欢迎新老朋友光临指导! 中国物理学会(CPS)2014秋季学术会议 是由中国物理学会主办的系列学术会议,旨在为物理学各个领域的专家提供在学术上相互了解和交流的机会。目前已经成为中国物理学界规模最大、综合性最强的学术盛会。

ReaxFF – 分子动力学模拟化学反应

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概述 通过反应力场的分子动力学、蒙特卡洛方法,模拟燃烧、裂解、催化、超临界、电池、电气工程、建材、摩擦、生物药物、钙钛矿、半导体、含能材料、化学气相沉积等相关化学反应。包含多种化学反应加速算法;eReaxFF功能用于电池、太阳能电池等离子电子过程。笔记本即可运行一般几千原子的模拟,小规模集群可以支持上百万原子级别的模拟。 AMS 平台环境中 ReaxFF 的优势 图形界面完善,初学者也能正确使用。ReaxFF的开发者Adri van Duin在研究过程中,也大多使用AMS中的ReaxFF,详见Adir van Duin文章。 重写了ReaxFF全部代码,去除了内存方面的瓶颈,MPI结合OpenMP并行计算,效率远高于原始程序 AMS 并非如 Lam* 等那样,简单集成原始落后的 ReaxFF 版本,而是进行了全部的重写、改进,因此算法、功能相比Lam*等更严谨、先进,例如: AMS有自己的eReaxFF以及相应的QEq、ACKS2原子电荷 外加电场时,不仅对原子受力的影响,也考虑对能量的影响。 原子间距过低时报错终止计算。 严谨检查力场参数,如果缺少参数则不允许运行。如果缺键参数仍然运行,结果是错误的。 基于AMS的计算引擎,能够非常方便的进行过渡态、各种灵活的势能面扫描等计算 化学反应发生的时间太晚,是ReaxFF模拟最常见的痛点,AMS中开发了加速反应发生的算法: REMD:加速分子动力学模拟中反应发生 Bond Boost:加速分子动力学模拟中新键形成 fbMC:加速分子动力学模拟中反应发生 CVHD:加速分子动力学模拟中的裂解反应发生 纳米球形反应器:加速低温均相反应 Targeted MD:强制反应 AMS中包含大量围绕分子动力学研究化学反应的工具: ChemTraYzer:使用ChemTraYzer分析分子动力学轨迹,得到基元反应、反应速率常数、“像反应物”或“像产物”程度打分 ACE Reaction Network:根据反应物、产物的分子结构,筛选反应通道 Reaction Discovery:快速确认(副)反应可能性、(副)产物可能性 React Map:确定化学反应中反应物和产物之间的最佳原子映射 力场丰富,AMS2024 包括 133 种 ReaxFF 力场 AMS配套了力场训练工具 ReaxFF 功能列表 力场(列表) 建模(教程) 小分子混合物 固体-小分子混合物建模 固液界面、气液界面 […]

Quantum ESPRESSO

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AMS 的图形窗口操作平台,集成了开源程序 Quantum ESPRESSO,基于密度泛函理论、平面波和赝势方法,用于电子结构计算和纳米级材料建模。主要功能包括: Car-Parrinello MD 第一性原理分子动力学Berry相Hubbard U旋轨耦合结构优化晶格常数优化能带、态密度计算铁磁、反铁磁体系能带、态密度、pDOS计算、设置初始自旋/磁矩表面化学反应计算静电势分布、ELF、RDG、RDG-color材料应力与原子受力 更多信息参考: AMS中图形化操作教程库

GUI

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 GUI:方便智能 GUI用于建模、任务设置、提交、监视、结果分析,并能够在各个模块之间切换。通过点击鼠标即可完成结果的可视化分析。在大多数机器(Windows, Mac or Linux)上GUI都能运行。软件本身能够轻松地实现跨平台的运行。部分特色功能: 聚合物建模 取代基效应研究(批量建模) 不同谱图的重叠比对 创建固体表面,并均匀加入其它气体、液体分子 创建均匀混合物 创建气-液界面 创建孔洞结构 创建1000原子左右的球形团簇 GUI能够轻松地创建复杂分子、晶体结构模型,能够方便地创建超胞、薄膜、复杂溶剂、混合气体等。 可视化 作业能够从本地Windows  PC机,提交到远程Linux服务器或集群。输出结果能够跨平台识别:能级图、Kohn-Sham轨道、密度、等高线、态密度、能带结构以及各种大量图谱。实用性非常强,例如对于振动谱,点击IR峰,即可动画显示该峰对应的振动模式。 振动、结构优化、IRC以及分子动力学的模拟结果,可以通过GUI进行动画显示。还包括各种流体热力学性质图谱: 更多信息参考 费米科技WIKI知识库 教程 手册 其他教学视频

DFTB & MOPAC – 半经验量子化学

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DFTB 概述 通过参数化实现快速近似DFT计算,得到与DFT相似的精确度。通过最新的色散修正描述长程相互作用。其中DFTB3能够精确地处理带电体系。AMS中的DFTB不仅包含dftb.org原始参数,还自行开发了大量参数,覆盖了元素周期表2/3以上范围。 使用DFTB,在台式机也能完成大体系长时间尺度的模拟。能够计算分子和周期性体系。可以在DFT计算之前,对分子、周期体系几何结构进行预优化。能得到与DFT几乎完全相同的结构(通常误差能够小于0.03埃) 功能 快速、可视化通过GUI与ADF、BAND模块无缝对接,用于结构的预优化、势能面扫描二阶(SCC-DFTB )、三阶(DFTB3)自洽电荷色散修正D4、D3-BJ、D2、UFF、ULG振动频率、声子谱、pDOS、能带与态密度、Franck-Condon谱、 Bader分析TDDFTB,用于大体系的紫外可见吸收光谱:1)支持singlet-singlet与singlet-triplet激发;2)通过设置最小振子强度,选择需要计算的激发态分子动力学DFTB.org参数之外,增加QUASINANO参数(87种元素)GFN1-xTB方法:可以通过ADFView查看分子轨道 MOPAC AMS为MOPAC2012提供可视化界面,支持Windows、Mac OS X以及Linux。MOPAC2012旨在快速而可靠的半经验量子化学模拟。 模型:分子、聚合物、表面、固体、溶剂化(COSMO)亮点:对镧系化合物的模拟结构优化频率模型:分子、聚合物、表面、固体过渡态溶剂化(COSMO)最新参数:PM7, PM7-TS旧参数:(AM1, MNDO, PM6, …)固体数据库MOZYME:大体系实现线性标度的自洽迭代MOPAC与ADF中其他模块无缝对接为ADF和BAND进行预优化 应用: 进入AMS知识库,阅读最新应用案例DFTB中文教程

COSMO-RS – 流体热力学性质预测

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COSMO-RS计算的logP值与实验很好地吻合。 概述 COnductor-like Screening MOdel for Realistic Solvents,是一种基于DFT数据,预测气体纯液体、液体混合物、溶液、离子液体性质的方法,也通过计算过剩焓用于共晶预测与筛选。数据库中包括2500种化合物(溶剂、小分子)以及离子液体离子的DFT数据库,用户也可以通过ADF、MOPAC模块轻松扩充DFT数据库。 目前包括UNIFAC、COSMO-RS、COSMO-SAC、COSMO-UNIFAC四种理论方法。其中COSMO-RS与COSMO-SAC基于DFT理论结合表面诱导电荷的较为普适性方法,而UNIFAC是纯粹的经验参数方法,COSMO-UNIFAC在一定程度上结合了二者的优势。 特殊参数 离子液体计算专用参数 COSMO-RS-PDHS参数(案例与测试效果点击链接):增加了计算带电体系所需的长程静电项(如下图所示) 基于 COSMO-SAC DHB-MESP 的缔合流体热力学性质和相平衡预测 功能 sigma-profiles,sigma potential 活度系数、亨利常数、固体与气体的溶液溶解度、分配系数、辛醇水分配系数 (log P, log Kow)评估物质在生物体内的积累,sigma moment与土壤吸附 混合溶剂的优化(最大/最小溶解度、液-液萃取) pKa、pKb 溶剂化自由能、饱和蒸汽压、(二元/三元)气液平衡相图 (VLE/LLE) 过剩能、共沸、混溶间隙 成分线、混合物闪点 考虑溶液中异构体效应 筛选共溶剂、夹带剂、深共晶溶剂、水合物/溶剂合物 快速QSPR预测多种性质:密度、熔点、沸点、闪点、介电常数、液态摩尔体积、分子范德华体积与表面积等。 聚合物热力学性质 应用 进入AMS知识库,阅读最新应用案例 中文教程

 
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