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snchenge8778

木虫 (小有名气)

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[交流] 【求助】哪个软件比较适合模拟纳米通道中的离子输运现象

哪位知道哪个软件比较适合模拟纳米通道中的离子输运现象，这方面的软件我没有接触过,非常感谢！

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1楼 2010-08-22 20:25:19

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yalefield

金虫 (文坛精英)

老汉一枚

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基于ATK的纳米结构性能的模拟研究

★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
snchenge8778(金币+1):谢谢参与
ghcacj(金币+10):谢谢 2010-08-24 21:10:36

《合肥工业大学》 2008年硕士论文

王超群

本论文采用计算机模拟的方式对纳米结构进行研究,并进一步探讨纳米结构的物理特性。本论文研究所使用的软件是Atomistix公司开发的ATH(Atomistix ToolKit)和VNL(Virtual NanoLab),该软件根据第一性原理模拟纳米系统和纳米器件的电学性质和量子输运性质。

本论文首先介绍了关于纳米系统的基本知识和纳米尺度范围物质出现的各种效应和特性,然后简述了计算机模拟纳米系统的优势、ATK的特性和VNL的基本知识。最后介绍了ATK所采用的语言—NanoLanguage语言,特别是Python语言的特点、功能和脚本编辑。

ATK是通过运行用户自编的具备各种功能的脚本来模拟纳米结构的。编辑脚本的关键是确定所需参数,并测试选取最佳参数值,然后以atk格式(文件名.atk)保存输入文件,并在输入文件中注明输出文件的格式—NetCDF格式(文件名.nc)。ATK的计算结果可在任何合适的图像显示程序中可视化,本论文使用VNL进行可视化。

当然,VNL的功能不仅仅是一个可视化程序，更重要的是它本身也是一个可以执行模拟功能的数值计算程序,可以直接在 VNL中进行模拟计算。

在纳米结构可视化和特性计算过程中,结合ATK和VNL,实现了不同系统(分子系统、晶体系统、双电极系统)纳米结构的模拟,并对系统的分子轨道、电子密度、Bloch函数及能带结构等特性的进行模拟。通过一系列测试和模拟,本论文计算了H_2分子的键长和键能,并与理论值和其他算法所得结果进行比较;为了检验DFT理论的适用性,本论文对几个不同的双原子分子F_2、HF、Cl_2和O_2分别计算了它们的键长。

总之,通过对一系列简单分子结构的模拟分析,发现ATK和VNL对H_2分子的模拟效果并不理想,而对除H_2分子外的纳米结构的模拟效果良好。原因在于 DFT方法不适合描述范德华(van der Waals)力这样的弱相互作用体系,而梯度校正方法考虑的是纯粹的排斥力作用,对于氢键来说,主要是静电作用,所以使用DFT方法处理不可能很精确。