用QuantumATK研究声子性质与热输运

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从13.8开始QuantumATK新增声子态的计算,可以用来研究声子色散谱、态密度,声子透射情况与声子对热传导的贡献,与电子态与电子输运计算结合可以进一步计算体系的热电性质。QuantumATK的声子计算具有非常高的并行效率。               有关声子的计算的计算实例请参考:石墨烯带的声子态、热输运和热电性质。

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

 
  • 心肌干细胞移植治疗心肌梗死的生物力学研究概述 生物材料和干细胞输送是治疗心肌梗死颇具前景的方法,然而其治疗效益背后的力学和生化机制仍需进一步阐明。本研究基于一只左心室梗死且心肌内注射了生物材料的大鼠心脏离体显微计算机断层扫描数据,创建心肌壁中层梗死区域的微观结构有限元模型,在模型的注射物内数值模拟地植入 9 个细胞。结合该模型与同一大鼠心脏的双心室模型,量化采用不同生物材料弹性模量(Einj)时一个心动周期内的细胞变形。 构建模型 通过对雄性大鼠的左前降支冠状动脉进行永久性结扎诱导心肌梗死,七天后将 100 μL 含铬酸铅的不透射线硅橡胶注射到梗死区域。随后取出心脏并进行离体 CT 扫描,将图像数据导入 [...]
  • 双离子型重氮族亚胺在氧化还原催化中的突破一、研究背景 过渡金属因其可变价和d轨道特性长期主导氧化还原催化,而主族元素因缺乏d轨道,一度被认为活性有限。但近年研究发现,15族元素(Pn = P As Sb Bi)的低价化合物,尤其是锑和铋,凭借孤对电子的特殊性质,也能表现出类似过渡金属的反应模式。已有低价重氮族化合物虽能实现小分子活化,却受限于配体刚性大、可调性不足、副反应较多,难以进一步拓展。为解决这一问题,英国帝国理工学院、伦敦玛丽女王大学与德国萨尔大学团队合作,设计了一类前所未有的双离子型(zwitterionic)重氮族化合物。其核心创新在于引入双 (NHC) 硼酸盐配体,既带有阴离子电荷,又具强 σ [...]
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  • 锌离子导电 MOF 界面层助力高稳定性水系锌电池研究背景 随着可再生能源的快速发展,安全、高效、低成本的储能体系需求不断增长。相比锂离子电池,水系锌金属电池(ZMBs) 因其高理论容量(820 mAh g⁻¹)、低还原电位(-0.76 V vs. SHE)以及水系电解液的高安全性,成为下一代储能技术的有力候选者。然而,ZMBs 在商业化应用中仍面临两大关键难题:一是锌枝晶生长:在反复充放电过程中,锌离子在金属表面沉积不均匀,容易形成针状枝晶,刺穿隔膜,引发短路和电池失效。第二个难题是副反应严重:由于水的存在,锌金属在界面上会发生副反应(氢析出、腐蚀反应),导致库仑效率下降和循环寿命缩短。因此,如何通过界面调控来实现均匀锌沉积、抑制副反应,是目前研究的核心问题。已有研究尝试通过电解液优化、人工界面层构筑、合金化等方式来改善,但仍存在材料稳定性差、离子传输效率不足等局限性。在此背景下,来自日本筑波大学的 Eunjoo [...]
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