Materials Studio介绍

Materials Studio专门为材料科学模拟所设计，能方便的建立3D分子模型，深入分析有机、无机晶体、无定形材料以及聚合物，可以在催化剂、聚合物、固体化学、结 晶学、晶粉衍射以及材料特性等材料科学研究领域进行性质预测、聚合物建模和X射线衍射模拟，操作灵活方便，并且最大限度地运用网络资源。

DISCOVER：分子力学和动力学程序。基于力场计算出最低能量构型、分子体系的结构和动力学轨迹等。

COMPASS：对凝聚态材料进行原子水平模拟的力场。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。

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。 DMol3：密度泛函程序，可用于研究均相催化、多相催化、分子反应性、分子结构等，也可预测溶解度、蒸气压、配分函数、溶解热、混合热等性质。

CASTEP： 量子力学程序，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、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）、延展缺陷（晶粒间界、位错）、体系的三维电荷密度及波函数等。Materials Studio 3.1版加入的NMR CASTEP模块能够可靠地模拟任何材料的NMR化学屏蔽张量和四极耦合常数。 VAMP：半经验的分子轨道程序，适用于有机和无机的分子体系。

Materials Studio 4.1新增功能：

1. CASTEP可以使用超软赝势(USP)计算导电体系 2. DMol3可进行周期性模型的COSMO溶剂化计算

3. Nanotechnology Consortium使用户可以对大尺度体系进行量子力学模拟研究

4. 加入线性标度DFT程序ONETEP，和QM/MM程序QMERA Materials Studio 4.2新增功能：

1. GULP增强：用立场工具创建自己的力场；计算光学特性（反射率，折射率，介电常数）

2. 到Gaussian 03的接口：设定和提交任务；监视计算；显示分子，分子轨道和电荷密度；与Materials Studio的其它模块交换结构，电荷和Hessian。

3. QMERA支持“加成嵌入”QM/MM方法，用于考虑极化影响；优化过渡态。

4. ONETEP：改善了对重元素的支持。 Materials Studio 4.3新增功能：

1. ONETEP：计算结构，能量，电荷密度，分子轨道，以及态密度。对复杂体系执行结构优化和过渡态搜索。

2. CASTEP增强：用LDA+U改善开壳层体系带隙的描述。可以用标准的Hubbard U参数，也可以用自己优化的参数。

Materials Studio 4.4新增功能：

1. CASTEP增强：芯电子能级的光谱；B3LYP杂化泛函；电子局域化函数。

2. CASTEP，DMol3，ONETEP：计算功函数，帮助描述金属表面。 3. VAMP增强：PM6半经验哈密顿量支持前70个元素。 4. 到DFTB+代码的接口。 Materials Studio 5.0新增功能：

1. CASTEP：计算固体材料和分子的Raman频率和强度，改善了芯级光谱的显示，包含新的PBEsol梯度校正密度泛函。

2. VAMP：AM1*半经验哈密顿量用于V，Cr，Mn，Fe，Co，Au，Br，I。

3. DMol3：改善了振动频率计算的并行执行。

4. ONETEP：改善了执行效率，计算速度提高了3至10倍。 5. GULP：设定和显示声子色散，态密度计算，显示和指定倒空间路径。

6. 显示布里渊区。

7. QMERA：支持周期QM/MM区，反应过渡态和振动频率计算。 8. DFTB+：设定和分析能带结构计算。 Materials Studio 5.5新增功能：

1. CASTEP功能增强：Express设置使性能大大提高，精度损失最小；可以算自动选择计算使用的最优核芯数；色散校正；LDA+U做

几何优化

2. DMol3：用TDDFT预测可见-紫外光谱和非线性光学特性；色散校正；周期福井（Fukui）函数

3. QMERA：周期QM区域；过渡态搜索 4. GULP：新的力场；改善了溶剂化效应；电场

5. DFTB+：包含新的参数化工具，可以从DMol3计算产生Slater-Koster文件

Materials Studio 6.0新增功能：

1. DFTB+：结合量子力学精度和半经验计算的效率，可以模拟大分子体系；计算类型包括单点能，结构优化，和分子动力学；用自动参数化工具，通过已有参数产生新参数；计算的电子特性有能带结构，态密度，轨道电子密度。

2. CASTEP：精确计算金属的振动性质，改进了相变，中子散射，和无弹性X射线散射；即时生成的赝势可以改善稀土金属的精度；对于LDA+U和有限差分声子计算，改进了强关联材料的振动特性的预测。

3. ONETEP：电场对材料的影响；色散校正可以改善有机体系的能量和结构。

4. DMol3：B3LYP用于分子计算；预测拉曼光谱；开壳层TDDFT。 5. GULP：新的NPH系综并改善了稳定性；扩充了REAXFF反应力场。

Materials Studio 6.1新增功能：

1. DFTB+：扩大了SKF库的覆盖范围（含硫、磷的有机物，有机物在无机表面的吸收，沸石和硫系玻璃的缺陷）；支持具有f价轨道的元素；在参数化时，把新元素添加到已存在的SKF库中，无需再重新优化整个体系。

2. CASTEP：通过限制振动频率范围，降低拉曼频率的计算时间；利用层偶极校正，提高表面的计算精度；HSE泛函改善电子材料的能带结构；vdW色散校正覆盖了更多的金属元素。

3. DMol3：给缀加基组添加弥散函数，改善带电体系的精度；改善大体系计算的稳定性；vdW色散校正覆盖了更多的金属元素。

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