国际前沿化学计算模拟工具

1、整理课件整理课件 整理课件唯一的一个天然产物源非常全面的化学数据库唯一的一个天然产物源非常全面的化学数据库世界上最大的独立的可获得的世界上最大的独立的可获得的MSDSs的数据库的数据库涉及了非常广泛的化学课程，从高中到研究生课程都包括在内涉及了非常广泛的化学课程，从高中到研究生课程都包括在内用户自定义实验，满足特定的实验课需求用户自定义实验，满足特定的实验课需求世界上使用最广泛的热化学计算应用软件世界上使用最广泛的热化学计算应用软件根据根据pH值和吸光率计算平衡常数值和吸光率计算平衡常数整理课件整理课件整理课件主要功能主要功能 计算材料的结构参数和构型计算材料的结构参数和构型 计算材料的状态方

2、程和力学性质计算材料的状态方程和力学性质(体弹体弹性模量和弹性常数性模量和弹性常数) 计算材料的光学性质；计算材料的晶计算材料的光学性质；计算材料的晶格动力学性质格动力学性质(声子谱等声子谱等) 表面体系的模拟表面体系的模拟(重构、表面态和重构、表面态和STM模拟模拟) 计算材料的激发态计算材料的激发态(GW准粒子修正准粒子修正)等等等等整理课件整理课件整理课件目前使用目前使用VASP的两个困难的两个困难1、因为使用的系统为、因为使用的系统为linux，这就给用户的操作带来了一定的困难，这就给用户的操作带来了一定的困难2、现在使用的、现在使用的Linux版版VASP，用户在建模和分析过程中存在

3、很大的不，用户在建模和分析过程中存在很大的不便，而且必须辅助其他工具才能完成。便，而且必须辅助其他工具才能完成。整理课件MedeA MedeA-VASP MedeA-PhononMedeA-GIBBS MedeA-ElectrA InfoMaticA ICSD Pauling File NIST Crystal Data Interface SearchPrediBond TM整理课件 分子分子模拟模拟分子动力学分子动力学Monte Carlo 软件包软件包计算能力计算能力分析能力分析能力整理课件计算计算New integrator Hernandez (larger time step)大型

4、的输出文件大型的输出文件 (2GB or larger)输出文件大小评估输出文件大小评估分析分析热导性热导性 (仅对制陶业仅对制陶业)原子距离原子距离X，Y，Z方向的压力方向的压力动能和势能动能和势能图形图形材料平滑度材料平滑度(金属，塑料等等金属，塑料等等)力场外视图力场外视图单元可视影像单元可视影像新势能新势能Erkoc (LJ) for the metal cluster (Cu, Ag, Au, La, Lu, U)HaliciogluPound (LJ) for the cubic metal (Al, Ca, Au,Pb, Ni, Pd, Pt, Ag, Cu, Cr, Fe, L

5、i, Mo, W, Na, K)FlahiveGraham (Morse) for the bcc and fcc metal (alpha-Fe, Mo, Nb, Ta, V, W, Ag, Au, Cu, Ir, Pb, Pt, Rh, Ni, Pd)AMBER Param96, Param98, Param99 for protein,KKY for water, Klein McDonald HFJ for HF建模建模/环境环境聚合物构建聚合物构建(包括无定形体，无限包括无定形体，无限链链)局部旋转局部旋转用户模板用户模板(晶体结构，条件晶体结构，条件)势能分布规则势能分布规则 Ma

6、terials Explorer 4.0采用非平衡分子动力学方法，能够以更高的精度算出热传导率 整理课件 Materials Explorer 4.0 西安交通大学多学科材料研究中心购买西安交通大学多学科材料研究中心购买ME软件包，以软件包，以windows系统为操作平台，实现从系统为操作平台，实现从windows到到Linux系统跨平系统跨平台多台多CPU并行运算，根据分子动力学，蒙特卡罗法等方法，并行运算，根据分子动力学，蒙特卡罗法等方法，解决形状记忆合金中马氏体相变机制等问题。解决形状记忆合金中马氏体相变机制等问题。西安交通大学多学科材料研究中心成功案例西安交通大学多学科材料研究中心成功

7、案例1、Xiangdong Ding, Tetsuro Suzuki, Xiaobing Ren et. al., Precursors to stress-induced martensitic transformations and associated superelasticity:Molecular dynamics simulations and an analytical theory. PHYSICAL REVIEW B 74, 104111 (2006).2、X.D. Ding, T. Suzuki, J. Sun et. al., Study on elastic cons

8、tant softening in stress-induced martensitic transformation by molecular dynamics simulation. Materials Science and Engineering A 438440 (2006) .整理课件 整理课件 Aluminum Hydroxides Diaspore Bayerite Gibbsite Boehmite (SPG=14) Boehmite (SPG=36) Boehmite (SPG=63)整理课件整理课件 整理课件键能和态密度，电子密度和自旋密度，X射线结构因子，电场梯度，异构

9、体位移，超精细场，自旋极化，X射线发射和吸收谱，电子能量损失谱，固体的光学特性，费米面，轨道极化，中心对称和非中心对称晶格等等。整理课件 整理课件 Gaussian-03VASP整理课件Slope 1.76planarrotatedTakao Ishida et al., J. Phys. Chem. B 106, 5886 (2002)C.C. Kaun, B. Larade, H.Guo, PRB 67, 121411 (2003)整理课件Y. J. Lee, M. Brandbyge, M. J. Puska, J. Taylor, K. Stokbro, P. Ordejon, and

10、 R. M. Niemenen., Phys. Rev. B 69, 125409 (2004).R. H. M. Smit, C. Untiedt, G. Rubio-Bollinger, R. C. Segers, and J. M. van Ruitenbeek, PRL 91, 76805 (2003).整理课件eBias: 2Volt. Constant electron density (0.02 e/a03) surface. The voltage drop is shown in a plane as contours.Bias: 2Volt. Change in elect

11、ron density from 0 to 2V (0.002 e/a03).The size of the forces for 12 V bias: 0.51 nN Details depend on electrode (100)/(111)Increase in electron density and bonding between atom 2 and 3Increase in positive charge on atom 2The voltage drops between atom 1 and 21 2 31 2 3M. Brandbyge, K. Stokbro, J. T

12、aylor, J.-L. Mozos, and Pablo OrdejonPhys. Rev. B Rapid Comm. 67, 193104 (2003). 整理课件Silicon - -Cristobalite - Silicon整理课件PQS System & formulaSystem & formulaJob typeJob typeSymm.Symm.NbfNbfa a4 proc.4 proc. 8 proc.8 proc.lactic acid Clactic acid C3 3H H6 6O O3 3B3PW91/DZVP2-DFT B3PW91/DZVP2

13、-DFT E+FREQE+FREQC C1 11201204.34.32.92.9SeP(CHSeP(CH3 3) )3 3RHF/Large E RHF/Large E C Cs s1741740.40.40.20.2Fe(CO)Fe(CO)5 5B3LYP/m6-31GB3LYP/m6-31G* * OPT(5)OPT(5)b b+FREQ+FREQD D3h3h1861868.38.3-Cr(acac)Cr(acac)3 3 C C1515H H2121O O6 6CrCrUB3LYP/LANL2DZ UB3LYP/LANL2DZ OPT(8)OPT(8)b b + FREQ + FRE

14、QD D3 325325360603636C C6060BLYP/3-21G OPT(8)BLYP/3-21G OPT(8)b b + + FREQFREQO Oh h54054067673737闭壳层和开壳层闭壳层和开壳层SCF和和DFT能量、梯度计算，包括几种初始波函猜测选项；能量、梯度计算，包括几种初始波函猜测选项；所有流行的交换所有流行的交换-相关泛函以及用户自定义的泛函；相关泛函以及用户自定义的泛函；用上面所有方法进行灵活高效的几何优化用上面所有方法进行灵活高效的几何优化势能面扫描势能面扫描 、反应路径跟踪、反应路径跟踪 、 布居数分析布居数分析 、极化率和极化率导数、极化率和极化率

15、导数 完整的半经验包完整的半经验包Pople型输入，用于快速产生输入，并与其它程序兼容型输入，用于快速产生输入，并与其它程序兼容 所有的主要从头计算功能均实现并行化所有的主要从头计算功能均实现并行化 支持支持Gaussian风格的输入方式风格的输入方式 整理课件 CODESSA是一个高级的，具有全面描述符的定量构效关系（QSAR）和定量构性关系（QSPR）程序，该程序将AMPAC和其它QM程序与实验数据关联在一起 CODESSA和AMPAC在预测如气相色谱的保留顺序，聚合物的玻璃化温度，临界胶束浓度，毒性，沸/熔点，以及闪点等性质方面有很大的优势。 整理课件SAM1，AM1，MNDO，PM3，MNDO/C，MINDO/3，MNDO/dAMPAC GUI可以构造分子和图形显示全部计算结果 使用与GaussView相似的图形用户界面，可以设置AMPAC和Gaussian的计算完全兼容Gaussian 03可以多次UnDo/ReDo用于编辑结构在GUI中提交和管理任务通过完全交互的对话框设置计算 半经验量子力学程序速度速度 Faster than any competing product for all calculations 可靠性可靠性 More robust than any competing product for all calculatio