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
- 在Builder 里直接使用 Python 对结构进行操作
- 将建模工具结构操作转译成 Python 命令
- 创建预定义脚本自动重复操作
- 结构数据库
- 内建结构库，含有丰富的分子和晶体结构
- 直接检索 Crystallography Open Database 和 Materials Project
- 支持用户自建晶体结构性质数据库
结构数据库
- 内嵌结构数据库
- 分子结构库
- 晶体结构库
- 富勒烯结构库
- 聚合物单体库
- 分子筛数据库
- 在线搜索晶体结构
- Crystallography Open Database（COD）数据库
- Materials Project数据库
- 用户自建数据库（基于Mongo DB或 MySQL）
结构导入导出工具
- 导入XYZ, CAR, CASTEP, CIF, ASE, VASP等多种结构文件
- 导出XYZ, CAR, CASTEP, CIF, ASE, VASP, GPAW, Siesta, ABINIT等多种结构文件
- 支持OpenBabel导入导出几乎全部量子化学程序的结构文件
晶体建模工具
- 从空间群开始创建晶体结构
分子建模工具
- 直观的结构显示、测量和操作工具
- 丰富的分子模型和片段选择
- 直接使用UFF等多种经验力场快速优化分子结构
- 自动识别和手动添加连键拓扑结构工具
表面建模工具
- 直观的表面方向和超胞选取工具
- 支持创建Slab模型、电极模型和块体模型
- 方便快捷的将分子固定到表面上
- 详见实例教程
- 教程1：苯分子在金表面
界面建模工具
- 业界领先的界面建模工具
- 搜索两种表面可以形成的所有界面模型
- 支持各种块材、二维材料界面
- 给出各种晶格适配的几何结构供选择
- 评估晶格畸变大小和超胞大小
- 方便的控制界面原子层数和间距
- 详见教程：Ag-Au界面建模
晶界建模工具
- 对常见的晶格直接搜索各种晶界结构
结构操作工具
- 丰富的原子操作工具
- 选定、标记、旋转、平移、复制、镜像
- 智能化、自动化的工具
- 方便将晶格与晶格、晶格与分子进行组合
- 锚定工具：将分子锚定于指定的位置
- 智能确定周期边界
模板建模工具
- 纳米片层和纳米带生成工具
- 可以生成两种元素的纳米带或片层。
- 纳米管生成工具
- 指定一种或两种元素和纳米管手性指数，即可生成纳米管。
- 纳米线、纳米团簇建模工具
纳米卷曲工具
- 将任意层状结构卷曲成完整或不完整纳米管的工具
多晶工具
- 根据一种或多种单晶构建多晶体系
无定形体系
- 根据分子式随机生成无定形体系
- 采用合适的力场等进行充分随机化和结构局域稳定化
分子充填工具
- 使用指定分子结构随机充填晶格（Packmol）
聚合物建模工具
- 采用蒙特卡洛方法由单体模板生成聚合物大分子
- 可以添加小分子或纳米粒子添加剂
- 支持多种立构规整度设置
- 支持自定义单体结构
Special Quasirandom Structure (SQS) 结构建模工具
NanoLab 提供 SQS 建模工具，可以方便的产生 SQS 结构。
- 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 InxGa1-xAs
- 支持任意结构，比如纳米线
- 新结构类型：AlloyConfiguration
- 分数占据，主要用于 SQS 建模工具
- 自动搜索最稳定合金结构
- 生成模型哈密顿量与组分的函数关系
- 使用与 MAPS（MIPT Abinitio Phase Stability）自动搜索稳定合金构型，构造 cluster expansion
NEB反应路径建模工具
- 给出初始、终态结构生成NEB初始路径的结构变化轨迹
- 采用【独特的算法】，生成的反应路径更合理，大大节省NEB优化时间
- 可用于ATK或VASP的NEB反应路径优化
电子器件建模工具
- 独一无二的纳米器件建模工具，方便易用
- 只需构建器件中心区域，自动转换成器件结构
- 多种实用模板
- 分子结、磁性隧道结、石墨烯带导电结
- 与ATK计算无缝衔接
结构限制工具
- 对部分原子进行直角坐标冻结
- 将部分原子作为刚体结构（冻结原子相对位置关系）
- 在表面slab、界面、器件模型结构优化特别有用
- 支持限制结构的布拉维格子、空间群对称性或体积
- 支持ATK、VASP等计算
- 详见实例教程：CO/Pd(100)结构优化
相关视频演示与教程
- 【视频】VNL建模工具的基本操作（数据库、结构的导入导出）
- 【视频】嵌套双层纳米管双电极器件
- 【视频】金-DTB-金双电极器件建模
- 【视频】镍-石墨烯界面双电极器件
- 【视频】构建纳米管模型并用富勒烯对纳米管两端进行封口
- 【视频】有空位的石墨烯
- 【视频】如何使用这个工具构建MoS2纳米管
- 【视频】如何用VNL Builder构建两片石墨烯相对旋转构成的超晶胞
- 【视频】如何构建镍和石墨烯的界面
立即试用 QuantumATK！