QuantumATK功能列表 |
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1
概述
1.1
QuantumATK最近版本发布说明
2
QuantumATK功能列表
2.1
基本计算方法
2.2
材料与器件分析计算工具
2.3
图形用户界面、开发功能与平台支持
3
参考
4
立即试用 QuantumATK!
概述
QuantumATK 是新一代的材料与器件模拟平台,囊括了众多的计算方法和模型,可以在原子水平上研究电子态结构、能量、输运问题,进行材料动力学计算。 QuantumATK 可以计算纳米结构和材料的电子、磁学、光学、力学、热学等多种性质。尤其是QuantumATK 可以计算纳米器件的电子输运特性,既包括弹道隧穿情况,也可以考虑电子-声子散射计算非弹性电子输运。QuantumATK 还包含了先进的分子动力学计算引擎。 QuantumATK NanoLab 为用户提供了方便易用的图形用户界面,可以轻松的完成各种任务,Python 的编程接口则允许有经验的用户实现复杂的计算流程或进行高级的数据分析。NanoLab 还可以单独使用,因为 NanoLab 还为 VASP、LAMMPS、Quantum Espresso 等其他代码和程序提供接口。用户可以使用 NanoLab 进行几何结构模型构建、设置计算参数,读入、分析结构。用户还可以自己编程设计自己的接口,实现文件格式交换、数据处理作图、设计新型结构,等等。 QuantumATK最近版本发布说明QuantumATK一直在快速持续开发,不同版本的功能差异和更新参见: 【QuantumATK U-2022.12 新版发布】【QuantumATK T-2022.03 新版发布】【QuantumATK S-2021.06 新版发布】【QuantumATK R-2020.09 新版发布】【QuantumATK Q-2019.12 新版发布】【QuantumATK P-2019.03 新版发布】【QuantumATK O-2018.06 新版发布】 QuantumATK功能列表 基本计算方法 DFT-LCAO 计算引擎![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() QuantumATK可以使用 DFT-LCAO、DFT-PlaneWave 和 SemiEmpirical 等工具进行实空间或者k空间的电子态结构分析,研究能带(与多种投影)、态密度(与多种投影)、电荷密度、电势、电子布居等。 详见:【材料电子态性质研究工具】。 非平衡态格林函数(NEGF)方法(使用 LCAO 或 SemiEmpirical)![]() ![]() ![]() 使用图形界面设置计算,自动计算动力学矩阵、光学谱、Born 有效电荷、介电张量、极化率导数和拉曼光谱等。 线性光学性质介电性质与红外光谱 计算介电常数、光学性质(太赫兹区间的折射率、消光系数、反射率)、红外光谱等; 介电张量模块可以包含电子和离子的贡献(即低频时与振动的耦合); 拉曼光谱 计算拉曼张量、声子模式强度; 考虑入射光照射到块体或二维材料上的偏振相关和偏振平均的拉曼光谱; 电光效应 electro-optical 分析工具计算电光效应(即外加静电场对静态介电常数的贡献) 非线性光学性质 计算材料的二次谐波产生极化率(非线性响应函数); 核磁共振谱 EFG 分析工具:可以用于计算各原子的电场梯度和四极矩耦合常数,用于对实验谱进行峰的归属; NMR 分析工具:用于计算块体材料的核磁共振,包括四极矩耦合常数和各向同性的化学屏蔽。 详见:【材料光学和光谱性质的计算模拟】。 材料的磁学性质 磁各向异性能量(MAE)海森堡交换分析(Heisenberg exchange analysis)自旋寿命 计算在实际温度时,由电子-声子相互作用决定的自旋寿命(还与自旋-轨道耦合有关,Elliot-Yafet机理); 轨道磁矩自旋动力学 计算 Gilbert damping 张量(即可以考虑各向异性),得到的 Gilbert damping 常数可以用于 TCAD S-device 和其他工具,模拟微磁体系; 详见:【磁性与自旋性质模拟工具】。 聚合物材料性质复杂聚合物建模、结构弛豫和力学-热学性质计算 聚合物建模工具 构建热塑性、线性均聚物、共聚物; 共混聚合物体系、带有小分子、纳米粒子的聚合物体系; 聚合物材料表面、聚合物-聚合物界面、聚合物-其他材料界面等体系; 结构平衡化工具 force-capped-equilibration 作为初始的平衡化方法; single-chain mean field(SCMF)方法和 21 步聚合物平衡化自动工具(Study Object); 力场 支持使用UFF、Dreiding 和 OPLS-AA 力场; 交联反应工具,创建交联聚合物模型 定义交联反应位点和模板,模拟交联过程和交联度; 性质计算 计算热-力学和其他聚合物工程性质,包括:模量;玻璃化转变;非平衡态动量交换方法用于模拟聚合物导热;使用DFTB方法计算聚合物的电子性质。 详见:【聚合物体系的模拟方法和应用】。 图形用户界面、开发功能与平台支持 NanoLab(图形用户界面)![]() 高级图形用户界面,具有完整易用的图形化功能。 原子级结构建模工具 可构建分子、晶体、表面、界面、多晶、合金、SQS、纳米结构、无定形结构、气体、液体、NEB反应路径和器件导入导出绝大多数结构文件类型Python 命令行模式支持自动化建模流程 结构数据库 内建结构库,含有丰富的分子和晶体结构直接检索 Crystallography Open Database 和 Materials Project 快速设置计算和复杂流程 完整支持 LCAO、PlaneWave、SemiEmpirical、ForceField 丰富的数据处理与结果可视化工具计算项目管理全新的 NanoLab 在多种复杂模拟计算产生大量数据时可以更高效的工作脚本编辑器作业管理器 在本机或远程服务器上提交串行或(多线程或多进程)并行计算作业管理(Job Manager)可以更稳定、高效的提交和监控作业 参见: QuantumATK中的建模工具QuantumATK中的计算脚本和作业管理工具QuantumATK中的结果分析工具 NanoLab Links(支持其他计算代码) 支持VASP、QuantumESPRESSO、ORCA等多种第三方程序,支持开发其他程序插件。参见:【QuantumATK对第三方代码的支持】。 Python开发平台和计算流程自动化![]() ![]() 支持Linux和Windows下运行图形用户界面和计算,支持MPI并行 完整的二进制安装包。不需要任何编译,不需要标准操作系统安装版本以外的库支持 支持多数现代的64位的 Windows 和 Linux 发行版(图形界面和计算后端,64位)提供完整的 Python 环境,包括预编译的 numpy/scipy/ScaLAPACK(基于MKL),matplotlib/pylab,Py4MPI,SSL binding,Qt/PyQt,等等 MPI 并行(Windows 和 Linux 下都支持) QuantumATK 基于 Intel MPI 和 IntelMKL 编译,提供 OpenMP 和 MPI 的优化均衡Intel MPI 包含在安装包内可以与以下并行库一起使用:MVAPICH2(Infiniband)、MPICH2(Ethernet)等 MPICH 兼容库 浮动 license 系统(Synopsys Common Licensing,SCL) 参考 原文链接 立即试用 QuantumATK! 下载QuantumATK软件安装包申请QuantumATK的全功能试用许可 |
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