materials studio 2023 v23.1.0.3829

Materials Studio 2023是專門為材料科學(xué)領(lǐng)域研究者開發(fā)的一款可運行在PC上的模擬軟件。它可以幫助你解決當今化學(xué)、材料工業(yè)中的一系列重要問題。支持 Windows98、2000、NT、Unix以及Linux等多種操作平臺的Materials Studio使化學(xué)及材料科學(xué)的研究者們能更方便地建立三維結(jié)構(gòu)模型，并對各種晶體、無定型以及高分子材料的性質(zhì)及相關(guān)過程進行深入的研究，而且與單獨的測試和實驗相比，該軟件使材料科學(xué)家和研究團隊能夠更快，更高效地開發(fā)新的，性能更好，成本更高的材料。

除此之外，Materials Studio 2023還可以說是一款集成了分子模擬領(lǐng)域內(nèi)多種模擬方法以及建模及可視化性質(zhì)分析工具。Material Studio 能夠幫助用戶更好地理解原子和分子層級的結(jié)構(gòu)與體系宏觀層級的性質(zhì)之間的關(guān)聯(lián)，從而在材料的研發(fā)過程中做出更明智的決策。并且新版的更新升級中不僅包含有軟件性能以及計算效率上的優(yōu)化提升，同時還緊跟時代潮流，拓展了 Materials Studio 計算模擬平臺在熱門研究領(lǐng)域例如新型功能材料與新型能源材料中的應(yīng)用。

軟件特色

1、加速創(chuàng)新

與單獨的測試和實驗相比，該軟件使材料科學(xué)家和研究團隊能夠更快，更高效地開發(fā)新的，性能更好，成本更高的材料。

2、降低成本

引入新材料所需的實驗數(shù)量減少了10倍。

3、提高效率

通過創(chuàng)建可重用的建模和模擬協(xié)議，自動執(zhí)行重復(fù)或繁瑣的建模任務(wù)。

4、協(xié)作

捕獲和分享專家知識和方法，使計算科學(xué)在組織和地理范圍內(nèi)更加一致。

5、解決您最棘手的問題

BIOVIA的專家科學(xué)家團隊確保及時提供支持和專業(yè)知識，幫助解決材料科學(xué)中最具挑戰(zhàn)性的問題。

軟件功能

1、加入了新的反應(yīng)動力學(xué) KMC 模塊 Kinetix

2、Cantera 加入反應(yīng)敏感性分析和升溫脫附功能

3、MS2019 中 MKL 庫 和 Intel 編譯器的升級提升量化計算效率

4、CASTEP 中采用基于 OPENMP/MPI 的方法減少內(nèi)存使用

5、DMol? 中引入 SCAN（Meta-GGA）交換相關(guān)函數(shù)

6、DFTB+ 中加入用于電解液模擬設(shè)計 LIB2019 材料參數(shù)庫

7、GULP 中新增專門針對 Li-Mn-O 正極材料的 MEAM-2NN-Qeq 力場

8、ONETEP 用戶界面新增輸運功能以及 TD-DFT 光學(xué)性質(zhì)計算

軟件各模塊功能更新

反應(yīng)動力學(xué)模塊更新

新模塊：Kinetix 模塊

模塊的特點：

1、晶體表面的化學(xué)物理過程模擬

2、動力學(xué)蒙特卡羅方法

3、具備原子尺度的空間分辨率

4、可模擬的時間尺度可與真實實驗相當

模塊的應(yīng)用：

a） 催化劑表面的化學(xué)反應(yīng)

b） 溫度遞升脫附

c） 表面有序化的模擬

d） 電池電極表面的反應(yīng)

Cantera 模塊

1） Cantera 模塊的 CSTR（連續(xù)攪拌釜反應(yīng)器）計算任務(wù)中加入了敏感性分析。此項新功能使用戶能夠判斷出反應(yīng)鏈中最關(guān)鍵的步驟，減少不重要的副反應(yīng)，為復(fù)雜的具有多步反應(yīng)機理的模擬節(jié)省時間。

2） 新增一個能夠模擬程序升溫脫附 （Temperature Programmed Desorption） 的功能

3） 新增在 Cantera 中引入第三方反應(yīng)機理的功能

量子力學(xué)模塊更新

CASTEP 模塊

1） 新增預(yù)調(diào)制的 LBFGS 結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法

2） 有限位移方法計算聲子散射譜和態(tài)密度的效率提高

3） 新的超胞選取方法以及插值方法的引入加速了力常數(shù)矩陣的求解

4） DFT+U 的方法擴展至固體核磁（NMR）的化學(xué)位移計算

對于順磁性體系可以選擇 spin polarize 的計算

DFT+U 不適用于 G-tensor 和 J-coupling 的計算

拓展了 CASTEP NMR 可以處理的體系范圍，明顯提升含有稀土元素體系的 NMR計算精度

5） 新增多體色散修正方法 （MBD@rsSCS） 處理長程弱相互作用

以 TS 為基礎(chǔ)發(fā)展而來，但能更好地描述弱相互作用系統(tǒng)?？梢杂嬎阍邮芰蛻?yīng)力；

相對于 Grimme 、OBS 以及 TS 等雙體修正方法，具有更好的通用性，更高的精度；

支持包括 PBE、PBE0、HSE03 以及 HSE06 等交換相關(guān)泛函。

色散修正支持所有的幾何優(yōu)化和性質(zhì)計算。

6） 引入 Hybrid OpenMP/MPI 并行方法，減少內(nèi)存占用

7） SOC 的計算結(jié)果可進行密立根布局分析

8） CASTEP 中有限位移計算振動性質(zhì)時加入了“內(nèi)插法”的選項

Dmol3 模塊

1） 新增 SCAN meta-GGA 泛函

能夠預(yù)測包括各種化學(xué)鍵：共價鍵、金屬鍵、離子鍵、氫鍵以及范德瓦爾斯鍵的分子以及材料的幾何結(jié)構(gòu)和能量，還更好的體現(xiàn)了中程的范德華相互作用，在預(yù)測冰和水分子團結(jié)構(gòu)，半導(dǎo)體材料以及二維材料的結(jié)構(gòu)和電子態(tài)研究中能得到更好的結(jié)果

泛函在計算各種固體的各種性質(zhì)（尤其是能量相關(guān)性質(zhì)）中比 LDA 和 GGA 有很大的改進，幾乎達到了雜化泛函的水平，但是比雜化泛函要大大節(jié)約時間

SCAN 泛函在內(nèi)聚能、形成能的計算中普遍優(yōu)于其他的半局域泛函，例如在硅的間隙缺陷形成能計算中得到與實驗一致的結(jié)果

2） 在幾何優(yōu)化與過渡態(tài)優(yōu)化計算面板中允許通過笛卡爾坐標進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化

3） 在計算結(jié)果文件 outmol 中簡化了交換相關(guān)泛函的描述并使得結(jié)果的呈現(xiàn)對于用戶更加的友好

4） 幾何優(yōu)化以及過渡態(tài)優(yōu)化過程的結(jié)果報告中更好地解釋了達到能量收斂標準后優(yōu)化過程仍然繼續(xù)執(zhí)行的原因，提高了結(jié)構(gòu)優(yōu)化效率

DFTB+ 模塊

1） 新增專門用于鋰離子電池中電解液模擬設(shè)計的 Slater-Koster Library 材料參數(shù)庫 LIB2019。庫中包含了 Li，C，H，O，N，F(xiàn)，P元素的相應(yīng)參數(shù)，并且能夠衡量鋰離子在電解質(zhì)中的擴散性能

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圖4 模擬典型鋰離子電池電解質(zhì)碳酸亞乙酯（EC）的分解

2） 新增完整的參數(shù)化腳本工作包 （DFTB+ Parameterizarion Tool Set）：其中包含有四個工具幫助用戶更好地制作 DFTB+參數(shù)

DFTB+ Generate Electronic Parameters

DFTB+ Electronic Evaluation

DFTB+ Final Evaluation

DFTB+ Merge Parameters

（該腳本工具包已被加入到了 BIOVIA Mateirials Studio Community 中，用戶自行注冊之后便可搜索關(guān)鍵詞 DFTB Parameterization 進行下載。）

ONETEP 模塊

1） 支持 Perl Script 調(diào)用

2） 在計算參數(shù)界面中添加設(shè)置所有種類元素的全局 NGWFs（non-orthogonal generalized Wannier functions） 半徑的選項

3） 新增界面輸運性能計算功能

4） 新增 TD-DFT 計算界面

5） 新增界面 LDOS 計算

6） 新增金屬自旋的優(yōu)化

7） 新增 Hybrid OpenMP/MPI 的使用

分子力學(xué)及動力學(xué)模塊更新

GULP 模塊

1） 新增針對含能材料的反應(yīng)力場 ReaxFF RDX

2） 擴展了 MEAM-2NN 力場所適用的元素范圍 （包含Cu, Ag, Au, Ni, Pd, Pt, Al, Pb, Fe, Cr, Mo, W, V, Nb, Ta, C, Si, Ge, In, Mg, Ti, Li, Ga, N, O, H, Mn, Ca,Co, Mn, P, Sn, Y, Zr）

3） 新增用于模擬 Li-Mn-O 體系（鋰離子電池正極材料）的 MEAM-2NN-Qeq 力場

4） 添加了新的立場形式：Slater勢和 Buffered 14-7 Lennard-Jones 勢

5） 新增 ReaxFF and MEAM 力場對于振動性能計算的支持

6） 嵌入了第三方軟件 Alamode，可通過玻耳茲曼輸運方程計算熱導(dǎo)率

Forcite Plus模塊

1） 新增將xsd文件轉(zhuǎn)化為 Abaqus 支持的 inp文件

文件中必須包含各種組分的密度場數(shù)據(jù)；

可直接通過菜單 export 為 Abaqus 支持 inp文件；

長度基本單位會由埃轉(zhuǎn)化為微米；

在每個點上密度值最大的材料組分被定義為 Abaqus 模型中該格點所代表的材料

2） 新增 Tabulated torsion potential

3） 新增對帶電體系施加電場的功能

其他更新

Visualizer 模塊

1） 軌跡動畫輸出成 AVI文件時默認進行壓縮

2） 可以通過 Pipeline Pilot 的 protocol 通過網(wǎng)頁查看計算文件目錄

3） 使用了一種新算法來預(yù)覽三維周期性體系反應(yīng)過程

系統(tǒng)要求

操作系統(tǒng) Windows：Microsoft Windows 11/10 Professional/Enterprise

操作系統(tǒng) Linux：Red Hat Enterprise Linux 7.5、7.6、7.7、7.8、7.9 8.2、8.3、8.4、8.5、8.6

CPU：Intel Core i5 或同等產(chǎn)品

RAM：4GB

空間： 1GB

顯示：1366×768 顯示分辨率 24 位