Materials Explorer

简介

Materials Explorer是一个多功能分子动力学软件

立足于Windows平台的多功能分子动力学软件。拥有强大的分子动力学计算及Monte Carlo软件包，是结合应用领域来研究材料工程的有力工具。Materials Explorer可以用来研究有机物、高聚物、生物大分子、金属、陶瓷材料、半导体等晶体、非晶体、溶液，流体，液体和气体相变、膨胀、压缩系数、抗张强度、缺陷等。Materials Explorer软件中包含2Body，3Body，EAM，AMBER等63个力场可供用户选择。Materials Explorer软件拥有完美的图形界面，方便使用者操作。

功能：

创建模型：

• MD Cell Builder ——创建非晶和有序体系

• Add MD Cell ——创建分层体系，如晶界和相界等

• Molecule Generator ——在吸附，CVD， spattering 模拟中插入新的分子到MD Cell

附加工具：

• Molecule Builder ——提供所有类型的分子的创建

• Crystal Builder ——使用空间点群和不对称单元创建晶体结构，用于无机固体及分子晶体系统的研究

• Polymer Module ——模拟不定型聚合物

• pdb → bdl 支持输入pdb格式的文件

各种灵活的模拟功能：

• NEV, NTV, NPH 和 NTP全部使用 Parrinello-Rahman-Nose 方法

• 两种积分方法: Gear (predictor-corrector) 和 Hernandez (leap-frog)

• 使用SHAKE 算法进行键约束计算

• 可以采用周期边界条件

• 研究异相系统（气-固界面，固体颗粒边界等）

• 多种分子模型：potential，rigid body，bond constraint，united atom model

• 使用Parrinello-Rahman 和 Nose 方法进行温度和压力控制分子动力学模拟

• 初始驰豫——阻止在液体和非晶模拟中的爆炸

• 外场：静电场，磁场，重力场，包括球和弹性能力校正

• 电荷确定工具——确定分子的原子电荷

• 轻松建立随机多组分液相或气相系统；

• 轻松进行分子模拟，从而研究晶体或外延生长，表面吸附和表面破坏；

• 利用复制，剪切和粘贴功能建立带有缺陷和杂质的模块系统

分析：

• Monitoring Module ——显示温度，压力，内能以及其它热力学性质与时间的2D曲线图

• 3D Atomic Configuration Module —— 显示系统的快照，轨迹和动画

• MSD Module ——从输出数据计算均方位移（MSD）。显示MSD的2D图像，以及每个分子的自扩散系数。

• PCF Module ——计算配对相关性函数和自由基分布函数，并描绘出相应的二维图

• Interference Function Module ——根据一对相关函数计算X-ray 和中子衍射。

• Voronoi Module ——计算Voronoi 多面体的数目和这个多面体的面数。利用Voronoi分析对无定形固态进行表征

• Internal Coordinate Module ——计算键长，键角，二面角，或指定分子类型的里面角，在分布图中显示分布状态。

• Velocity Auto-Correlation Function & Spectrum Module ——计算自相关函数和基于Wiener-Khintchin方法的谱

• Modulus of Elasticity Module ——计算弹性系数

科学能力

1．各种灵活的模拟功能：

利用Parrinello-Rahman-Nose法进行NEV,NTV,NPH,NTP模拟

利用SHAKE和MATRIX算法进行键约束计算

周期边界条件

联合原子模型

2．评估界面势能的高级算法大大提高了计算效率

3．外部电子场的应用

分析能力

MaterialsExplorer可评估以下性质：

对X射线和中子衍射的干涉函数

电子配对相关性和自由基分布函数

方均位移核扩散常数

利用Voronoi分析对无定形固态进行表征

Monitoring Module 用来显示时间与温度，压力，内部能量等性质的二维图像

3D Atomic Configuration Module用来显示系统的快照，轨迹和动画

MSD Module 从输出数据计算方均位移（MSD），并可显示其二维图像。还可计算每个元素的扩散系数以及每个分子的重心

PCF Module计算配对相关性函数和自由基分布函数，并会出相应的二维图。

有机物、高聚物、生物大分子、金属、陶瓷材料、半导体等

晶体、非晶体、液体和气体

相变、膨胀、压缩系数、抗张强度、缺陷等

Materials Explorer的特性

使用简单

包含了所有分子动力学引擎

可适用于超大型物质系统

创建物质模型

处理绝大多数材料

灵活多变的仿真能力

软件的分析模块

软件的二次分析模块

系统要求

操作系统：Windows95、98、2000或NT

CPU（处理器）：奔腾II或更高速度

RAM（内存）：32MB及更多

HDD（硬盘）：程序需要20MB空间，另加数据处理空间（共200MB或更多）