QuantumATK

QuantumATK是一套完整的原子級(jí)仿真工具包，由全球領(lǐng)先的原子尺度建模專家團(tuán)隊(duì)開發(fā)并提供技術(shù)支持。QuantumATK通過在新材料篩選過程中實(shí)現(xiàn)更高效的仿真工作流程，顯著減少材料研發(fā)時(shí)間與成本。這些工作流程可替代或指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)，來選擇和優(yōu)化產(chǎn)品系統(tǒng)中的材料。

QuantumATK提供先進(jìn)的圖形用戶界面與獨(dú)特的方法完備性，使用戶能夠在一個(gè)集成框架內(nèi)計(jì)算各種基本材料屬性(例如電子、結(jié)構(gòu)、光學(xué)、熱學(xué)、磁學(xué)及力學(xué)等)，以及其他需要更復(fù)雜仿真設(shè)置的特性(例如電子與熱傳輸、電子-聲子耦合、壓電性及熱電性等)。

QuantumATK材料建模應(yīng)用示例

電子屬性

功能

• 計(jì)算能帶結(jié)構(gòu)、態(tài)密度(DOS)及其投影、聲子限制遷移率等
• 研究材料之間界面的電子結(jié)構(gòu)
• 仿真外電場(chǎng)中的電子表面態(tài)
• 預(yù)測(cè)有/無(wú)電場(chǎng)條件下的反應(yīng)機(jī)理

優(yōu)勢(shì)

• 在同一框架內(nèi)集成DFT-LCAO與DFT-PlaneWave代碼：靈活調(diào)整/測(cè)試速度與準(zhǔn)確性之間的權(quán)衡
• 提供包含電子-聲子耦合的先進(jìn)、用戶友好型方法，即使對(duì)于大型系統(tǒng)也適用

光學(xué)屬性

功能

• 仿真拉曼光譜、紅外光譜及光學(xué)光譜
• 解析聲子貢獻(xiàn)
• 獲取折射率、消光系數(shù)、反射率、極化率、光電導(dǎo)率
• 計(jì)算電光張量

優(yōu)勢(shì)

• NanoLab GUI中的全自動(dòng)化工作流程，降低出錯(cuò)率并縮短周轉(zhuǎn)時(shí)間（TAT）
• 針對(duì)極性材料的高級(jí)功能(離子貢獻(xiàn)、通過電子-聲子耦合實(shí)現(xiàn)的溫度依賴性)

力學(xué)與熱學(xué)屬性

功能

• 計(jì)算彈性常數(shù)及更通用的模量，如體積模量，剪切模量和楊氏模量
• 深入了解物理過程（例如：蠕變模擬、薄膜生長(zhǎng)）
• 獲取熱傳導(dǎo)/熱導(dǎo)率，同樣適用于界面分析

優(yōu)勢(shì)

• 針對(duì)大規(guī)模分子動(dòng)力學(xué)仿真進(jìn)行了優(yōu)化
• 提供超過300種經(jīng)驗(yàn)經(jīng)典勢(shì)函數(shù)（支持組合使用，亦可添加自定義或文獻(xiàn)中的勢(shì)函數(shù)）
• 執(zhí)行高度定制化的力學(xué)屬性仿真

系統(tǒng)類型

應(yīng)用示例

聚合物

功能

• 構(gòu)建并平衡聚合物系統(tǒng)
• 獲取熱機(jī)械屬性，如玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、彈性模量及動(dòng)態(tài)模量
• 仿真熱傳輸過程
• 計(jì)算光學(xué)屬性

優(yōu)勢(shì)

• 極具靈活性的構(gòu)建器
• 全自動(dòng)化工作流程
• 研究與其他聚合物、分子及納米顆?；旌系木酆衔矬w系
• 高度可擴(kuò)展的MPI并行化分子動(dòng)力學(xué)引擎

太陽(yáng)能電池與電池

功能

• 獲取不同溫度下光電流密度與外加電壓和光子能量的函數(shù)關(guān)系
• 探究開路電壓(OCV)與光強(qiáng)和溫度的依賴關(guān)系
• 計(jì)算不同溫度下功率密度與外加電壓的函數(shù)關(guān)系
• 研究各種界面(前端、后端等)的能帶排列情況

優(yōu)勢(shì)

• 仿真表面效應(yīng)及應(yīng)變影響
• 考慮溫度對(duì)OCV和光電流的影響

催化劑

功能

• 探究有/無(wú)電場(chǎng)條件下的活性位點(diǎn)本質(zhì)及反應(yīng)機(jī)理(過渡態(tài)、反應(yīng)路徑、反應(yīng)勢(shì)壘)
• 獲取吸附原子平衡分離距離和馬利肯電荷與外加電場(chǎng)的函數(shù)關(guān)系
• 優(yōu)勢(shì)
• 仿真真正半無(wú)限系統(tǒng)的特性
• 仿真靜電場(chǎng)中的表面化學(xué)反應(yīng)，這對(duì)燃料電池工程至關(guān)重要