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zzy870720z

荣誉版主 (文坛精英)

[资源] 【转帖】Materials Studio5.0中的新技术

Materials Studio5.0版本中出现了一些令人激动的新技术，主要体现在：可将并行计算技术用于Forcite Plus、Mesocite模块，从而提高计算效率；DMol3和ONETEP数值算法的改进使计算效率大幅提高；CASTEP可以计算拉曼光谱；AmorphousCell可以灵活建立各种无定型胞模型；NanoTechnology Consortium中可以采用动力学蒙特卡罗方法计算化学反应，可使用DFTB+计算能带结构等。除此之外MaterialsScript可对 CASTEP、Amorphous Cell、Forcite Plus、Mesocite模块进行编译，使计算任务自动化。这些增强的功能将进一步帮助Materials Studio的使用者高效率地获得更丰富、更精确的科研成果。

量子力学方法
一、CASTEP功能增强
1. Raman光谱的计算
可以预测固体或者分子的拉曼频率和强度，表征模拟的材料，并与原位谱图比较从而识别、鉴定材料。
2. 与MaterialsScript的整合
使用MaterialsScript的脚本功能自动执行CASTEP任务计算，或者与Materials Studio的其它功能模块联用。可以执行非常复杂的工作流(workflows)任务来优化用于催化、电子、光学等领域中的材料。

二、VAMP功能增强
Materials Studio5.0版中的VAMP拓展了AM1*参数，使得AM1*汉密尔顿函数拓展至可对包括V、Cr、Mn、Fe、Co、Br和I在内的元素进行计算。

三、QMERA功能增强
使用QMPot方法，支持对周期性体系进行处理，因此可以采用周期性边界条件处理方法对诸如沸石、分子筛的非均相催化过程进行模拟计算。

四、DMol3功能增强
采用粗粒度并行计算方法(a coarse-grained parallel approach)，大幅度提高了对振动频率的计算效率。

五、ONETEP功能增强
将ONETEP的计算效率在原有的基础上提升了3-10倍。

经典分子力学/分子动力学方法
一、Amorphous Cell功能增强—可以直接而快速建立复杂凝聚态模型
1. 改善了力场的支持
采用Forcite Plus中支持的力场可以建立任何材料的无定型晶胞模型。

2. 全新的堆积功能
可以把分子放进任何形状的单胞，或者放进已经包含其它结构的单胞，或者放在诸如纳米管的内等值面从而获得复杂结构系统模型。

3. 灵活的扭转角分配
该功能保证聚合物/高分子按照可控的、有效的路径堆积在一起。使用者可以根据聚合物的骨架、全部的或者自定义的扭转角来设定分子的柔韧性，完成对诸如树枝聚合物的堆积。

4. 计算任务自动化
使用MaterialsScript可以自动完成Amorphous Cell的建模堆积任务。可以与Forcite Plus联用来建立、完成聚合物/高分子的模拟计算工作流。

二、Forcite Plus功能增强
Forcite Plus支持并行计算使得该模块性能显著提升，对64位Linux的支持使得Forcite Plus可充分利用高速互联的服务器的优势，进一步提升计算效率。使用者可以使用MaterialsScript编译Forcite Plus完成计算工作，并可大幅减少计算时间。

三、GULP功能增强
可计算并分析声子散射(Phonon Dispersion)、声子态密度(Phonon Density of State)，可使用全新的布里渊区(Brillouin zone)可视化技术来观察、指定倒空间路径。

四、建模与可视化功能增强--布里渊区(Brillouin zone)可视化技术
通过显示布里渊区来提高对固态体系性质进行计算的参数设置和分析效率，可以创建k空间路径突出那些高对称性点与线。

介观模拟技术方法
Mesocite功能增强
将耗散粒子动力学(Dissipative Particle Dynamics，DPD)恒温方法引入Mesocite，使用者可以执行DPD并行计算任务，并可以使用MaterialsScript技术自动设置 DPD工作流。同时，可使用换算单位设置计算，从而得到实际单位制的结果。

Nanotechnology Consortium—以下功能仅限纳米俱乐部成员使用
一、 Kinetix—全新的动力学Monte Carlo技术应用
Kinetix 缩小了原子尺度模拟技术与反应工程之间的差距，可广泛应用于催化剂、粘合剂和涂料等领域。Kinetix是Materials Studio中的全新模块，它采用动力学蒙特卡罗方法来模拟表面过程，比如可对大至分子时间尺度的非均相催化反应过程进行模拟计算。

二、QMERA技术更新—仅限纳米技术俱乐部成员
对诸如分子筛/沸石等大体系的反应过渡态搜索可以使用QMERA中的NEB(the Nudged Elastic Band)技术来完成。同时那些具有横向周期性QM和MM区域的界面或者多层结构现在可以轻松建模、计算，如可用于自组装层和传感器系统。

三、DFTB+功能增强
现在可使用DFTB+来对体系的能带结构进行计算。

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[ Last edited by zzy870720z on 2009-11-3 at 10:41 ]

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