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

 
  • 原位聚合限域实现高效蓝光钙钛矿 LED(Nature 2026)本文使用元宝 Hy3 preview 模型总结归纳 。 摘要 金属卤化物钙钛矿因其优异的光致发光特性,已成为颇具前景的发光二极管半导体材料。然而,其性能仍受限于在衬底上原位合成钙钛矿纳米晶过程中“高结晶度”与“小尺寸”之间的固有矛盾。本文报道了通过原位聚合驱动的纳米晶限域策略,合成了由高质量纳米晶组成的钙钛矿薄膜,从而实现了高效的蓝色钙钛矿发光二极管。原位形成的聚合物网络在钙钛矿纳米晶生长过程中施加了纳米尺度的空间限域作用,使纳米晶兼具小尺寸和 83% 的高光致发光量子产率。此外,具有足够配位位点的可聚合单体延长了钙钛矿团簇的晶格重排时间,从而提升了纳米晶的结晶度。所合成的钙钛矿纳米晶用于制备发光二极管后,在 491 [...]
  • 面向亚 5 nm MOSFET 的 Si 兼容高性能二维纳电子器件研究背景 随着集成电路器件尺寸持续向亚 5 nm 尺度推进,传统硅基 MOSFET 在短沟道效应、量子隧穿及功耗控制等方面面临严重瓶颈,难以满足未来高性能与低功耗芯片的发展需求。如何在极限尺度下实现高驱动电流、低泄漏及良好的栅控能力,并能够与现有硅基工艺相兼容,有效利用现有器件制造技术,成为下一代晶体管研究和应用亟须解决的关键问题。 研究内容 该研究针对超短沟道 MOSFET 性能提升这一核心问题,基于一类具有硅基工艺高度兼容性的二维单层材料 MNH2(M N = C Si Ge),在保证高载流子输运能力的同时实现与现有工艺体系的良好兼容,为器件实际应用提供基础。该工作系统地开展了器件物理与量子输运研究,并构建适用于亚 5 nm 尺度的双栅 MOSFET 模型,深入分析其输运特性与性能极限。 [...]
  • 基于统计形状模型的成人二尖瓣形态变异概述 二尖瓣反流(MR)影响着全球超过 2400 万人,是发病和死亡的主要原因之一。若不及时治疗,可能会进展为心房颤动、肺动脉高压,最终导致心力衰竭。经导管二尖瓣置换术(TMVR)因二尖瓣解剖结构的复杂性和高度变异性而面临独特挑战。为确保手术成功,TMVR 器械必须实现安全锚定、有效封堵和左心室流出通畅。然而,目前的临床前设计范式因对人群水平的二尖瓣解剖变异性认识不足而受到阻碍。 统计形状模型(SSM)为量化解剖结构变异性和构建具有代表性的 3D 解剖虚拟患者队列提供了一个稳健的框架,可作为生物力学计算机模拟临床试验的基础。本研究利用 72 例成人的前瞻性心电门控对比增强冠状动脉 [...]
  • 铜/银立方八面体团簇对卤素阴离子的封装机制及光电性质调控研究背景 在纳米材料科学的前沿领域,原子级精确的贵金属分子团簇因其卓越的稳定性和明确的结构,被视为构建新型功能材料的理想基石。通过引入阴离子作为模板剂,引导金属纳米团簇形成独特的笼状空间构型,并以此为平台深入探究“结构-性能关系”。然而,相比于研究较深入的金纳米团簇,铜与银团簇,尤其在阴离子封装特性上的对比研究仍显不足。近日,知名学者 Alvaro Muñoz-Castro 在无机化学领域权威期刊 Inorganic Chemistry 上发表了题为 “Copper and [...]
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