Materials Studio

Materials Studio官方版是一款由BIOVIA公司开发的先进的材料模拟软件。Materials Studio官方版帮助科学家和工程师更好地理解和设计材料的性质和行为并且提供了多种建模和仿真工具，包括量子化学计算、分子动力学、晶格动力学等，使用户能够模拟和预测材料的结构、热力学、力学和光学性质。Materials Studio还提供了丰富的可视化工具，使用户能够直观地观察和分析模拟结果。

Materials Studio软件特色

      更快、更准确地预测金属、有机物、稀土和磁性材料的性质;

      能够预测各种盐类、晶体、高分子材料、金属氧化物、电子及半导体材料的更多性能参数;

      增强的图形性能带来的更好的用户体验;

      脚本工具改进所带来的重复工作流程的简化;

      引入了全新的DFTB+模块，它兼具量子力学方法的准确性和经验方法的高效性，可以研究更大且更接近于真实的分子体系。

      Big Impact with “Small” Science

      ☆ DFTB+模块使得大尺度纳米材料体系的研究实现前所未有的提速;

      ☆ B3LYP 将使得分子体系的研究更加准确;

      ☆ 分子体系的拉曼光谱计算将会因为DMol3的新功能而更加快捷;

      ☆ 新的控温函数NHL将会使得动力学模拟中的温度更快达到平衡。

      各模块的新特性

      量子力学模块

      DFTB+

      基于密度泛函的紧束缚方法: 融合了量子力学计算的准确性和半经验方法的高效性，从而可以模拟更大的体系，例如：纳米团簇、颗粒等;

      功能：单点能计算、结构优化和分子动力学计算;

      参数: 已有的参数包括CH、CHNO以及SiGeH，对于其它体系的未知参数，DFTB+包含一个参数化工具，帮助使用者生成新的参数;

      电子性能：可计算能带结构、电子态密度、电子密度或者分子轨道。

      CASTEP

      Linear response：扩展至金属体系的计算。可以准确地计算金属的振动性质，改进对金属相转变、中子衍射和非弹性X-ray衍射的模拟;

      精度提高：优化过的OTFG赝势提高了对稀土材料体系的模拟精度;

      LDA+U和有限位移法：LDA+U的方法扩展至声子的计算，新版本中，将可以和有限位移法结合，改善强关联磁性材料振动性能的预测。

Materials Studio软件功能

      1、Materials Visualizer

      提供了搭建分子、晶体及高分子材料结构模型所需要的所有工具，可以操作、观察及分析结构模型，处理图表、表格或文本等形式的数据，并提供软件的基本环境和分析工具以及支持Materials Studio的其他产品。是Materials Studio产品系列的核心模块

      2、Discover

      Materials Studio的分子力学计算引擎。使用多种分子力学和动力学方法，以仔细推导的力场作为基础，可准确地计算出最低能量构型、分子体系的结构和动力学轨迹等

      3、COMPASS

      支持对凝聚态材料进行原子水平模拟的功能强大的力场。是第一个由凝聚态性质以及孤立分子的各种从头算和经验数据等参数化并经验证的从头算力场。可以在很大的温度、压力范围内精确地预测孤立体系或凝聚态体系中各种分子的结构、构象、振动以及热物理性质

      4、Amorphous Cell

      允许对复杂的无定型系统建立有代表性的模型，并对主要性质进行预测。通过观察系统结构和性质之间的关系，可以对分子的一些重要性质有更深入的了解，从而设计出更好的新化合物和新配方。可以研究的性质有：内聚能密度(CED)、状态方程行为、链堆砌以及局部链运动等

      5、Reflex

      模拟晶体材料的X光、中子以及电子等多种粉末衍射图谱。可以帮助确定晶体的结构，解析衍射数据并用于验证计算和实验结果。模拟的图谱可以直接与实验数据比较，并能根据结构的改变进行即时的更新。包括粉末衍射指标化及结构精修等工具

      6、Reflex Plus

      是对Reflex的完善和补充，在Reflex标准功能基础上加入了已被广泛验证的Powder Solve技术。Reflex Plus提供了一套可以从高质量的粉末衍射数据确定晶体结构的完整工具

      7、Equilibria

      可计算烃类化合物单组分体系或多组分混合物的相图，溶解度作为温度、压力和浓度的函数也可同时得到，还可计算单组分体系的virial系数。适用领域包括石油及天然气加工过程(如凝析气在高压下的性质)、石油炼制(重烃相在高压下的性质)、气体处理、聚烯烃反应器(产物控制)、橡胶(作为温度和浓度的函数的不同溶剂的溶解度)

      8、DMol3

      独特的密度泛函(DFT)量子力学程序，是唯一的可以模拟气相、溶液、表面及固体等过程及性质的商业化量子力学程序，应用于化学、材料、化工、固体物理等许多领域。可用于研究均相催化、多相催化、分子反应、分子结构等，也可预测溶解度、蒸气压、配分函数、熔解热、混合热等性质

      9、CASTEP

      先进的量子力学程序，广泛应用于陶瓷、半导体、金属等多种材料，可研究：晶体材料的性质(半导体、陶瓷、金属、分子筛等)、表面和表面重构的性质、表面化学、电子结构(能带及态密度)、晶体的光学性质、点缺陷性质(如空位、间隙或取代掺杂)、扩展缺陷(晶粒间界、位错)、体系的三维电荷密度及波函数等

Materials Studio新增功能

      1、CASTEP和DMol3可预测化学反应的反应速率常数，并可以计算出和温度相关的速率常数;

      2、CASTEP和DMol3基于Time-Dependent DFT (TD-DFT)理论，计算特定激发态的能量和结构，得到激发态下的光学性质;

      3、DMol3新增基于非平衡格林函数法(NEGF)计算电子输运性能，输出包括透射函数、伏安曲线、电荷密度等数据;

      4、CASTEP中OTFG赝势的更新使其成为目前计算精度最高的赝势;

      5、DMol3新增交换相关泛函PBEsol、M06L

      6、Forcite引入多种方法，使动力学模拟时间相较于MS 7.0获得了引人注目的大幅提升;

      7、GULP新增力场Tersoff-ZRL，适用于氮氧化硅及其与硅形成的界面;Au-O 相互作用参数添加到反应力场ReaxFF 6.0中;

      8、Visualizer打开大的project的时间明显加快，可根据创建的日期或者名称对project中的文件或者文件夹进行排序，在project中可以复制粘贴文件夹

1.对部分功能进行了优化

2.解了好多不能忍的bug