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建模功能逆天强大!Materials Studio零基础培训,带你学会DFT计算,早发顶刊!

华算科技 华算科技 2023-03-29

Materials Studio是入门DFT计算的首选软件,其逆天强大的建模功能,使得初学者仅需简单的参数设置和点击鼠标,就能轻松上手DFT建模与计算。

本期Materials Studio计算培训专为零基础学员设计,沿着理论讲解、模型搭建、性质计算、结果分析层层递进,带你学会DFT计算,早发顶刊。

⼿把⼿教学,一步步演示操作步骤,带⼤家重现经典⽂献中的模型。你上午学完,下午就能自己建模与计算,上期课程刚结束,学员就发来了学习成果:

华算科技全职技术专家杨老师主讲,线上直播、无限回放、永久答疑!十多年Materials Studio计算建模实战经验、内功心法,倾囊相授全部给你!

什么?担心Linux系统太难学?

新一期Materials Studio课程中杨站长已将Linux障碍全部移除,把Materials Studio的优势发挥到底,全自动化实现个人电脑与超算间的交互!

往期培训学员的计算相关论文陆续被接收,他们已快人一步,你还在等什么?

今日报名,买一送三,赠送下面三套总价2497元的计算课程,让你计算技能更加全面。前20人报名,更有立减500元优惠!

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本期课程为MS零基础课程,Materials Studio电池计算专题课程及光电热催化计算专题培训请联系华算科技-妮妮。
讲师介绍
杨老师:华算科技全职技术资深专家,深圳市孔雀计划海外高层次人才。曾就职于德国马克思普朗克研究所,日本WPI研究所,并曾在芬兰阿尔托大学进行长期访问,作为PI主持欧盟、日本科研项目6项。
拥有十年以上Materials Studio软件使用经验,主要从事固态相变的第一性原理研究、电化学固液界面的AIMD研究与超分子化学中的分子动力学模拟。
课程亮点
建模学习:全面覆盖从三维晶体到二维表面(包括吸附、催化反应中的中间态结构)、二维材料、异质结构、固液界面,再到一维纳米管与零维团簇,从分子到聚合物,再到复杂COF结构与超分子的构建。既包含纯相,又涵盖缺陷/掺杂模型与吸附构型。

性质计算:采用CASTEP/DMol3模块作为主要引擎进行结构优化与性质计算,其中穿插密度泛函DFT基本理论与晶体学基础知识讲解,以及计算中所有参数的物理意义及设置方法。以二维材料的电子性质计算为例,重点讲解科学问题的解决思路。

双系统练习:采用Windows & Linux两种系统,其中Linux系统只需学习一个命令,相比于其他软件更加友好。同时支持服务器独立模式与网关模式的并行,执行大规模并行计算时如同在自己电脑上操作一样简单。

结果分析:结合无机化学、能带理论、晶格动力学理论,带大家对电子性质、振动性质、弹性性质、光学性质、热力学性质、表面功函数、吸附、迁移、过渡态等进行实例性质分析,并与文献案例对标。将在课上用通俗的语言把深奥的专业术语讲透彻,使大家知其然更知其所以然。

课表一览

课时安排

0基础起步,3天高强度课程,17个章节理论+实际操作。采用Windows+Linux版本MS同时授课。


专题1:材料计算模拟中的取舍

性质决定于结构。所建模型既要保证性质算得“准”,又得算得“动”。性质计算过程中,参数设置只是为了更加接近真实情况,其物理意义从理论而来,采用何种计算引擎要根据体系大小与考察性质、精度来选取。

写文章如同写推理小说,材料计算模拟的关键在于采用上帝视角,用数据和理论解释性能好坏的“为什么”。


专题2:Materials Studio界面的基本操作

⼯程⽂件架构,结构⽂件的导⼊和导出,结构参数性质查看,掺杂、合金、笛卡尔与分数坐标,部分结构的旋转与平移基本操作,以及⽤于⽂章的结构图制作。

本专题⽬的在于掌握Materials Studio基本的操作以及结构显示的不同⽅式,为后续建模、计算打下基础。

专题3:晶体学理论基础

晶体学知识是建模的基础,也是选取掺杂位点、表⾯吸附位点,理解性质计算中的光学各向异性、弹性矩阵、红外拉曼光谱的根据。

本专题将为⼤家讲解课程中所涉及到的材料科学基础知识,周期性与对称性,点阵,惯⽤胞与初基胞,基⽮,晶向与晶⾯,对称操作、点群与空间群,晶体内部对称要素。

专题4:三维晶体模型建模

三维晶体模型搭建与导⼊:三维晶体结构通过输⼊坐标搭建,化学键与氢键连接的设置⽅法;从数据库中查找、选取与导⼊晶体结构。

专题5:表面与吸附模型建模

表面(如CeO2(111))与吸附模型搭建:切表面、层厚、层数、切断处、超胞大小、原子层固定、UV向量如何设置及其原因;吸附位点与构型,分子吸附与解离吸附;固液界面的搭建。

手把手带大家进行经典文献中模型的重现,通过最简单的操作快速实现金属、金属氧化物表面及固液界面的搭建。


专题6:二维材料及其复合模型建模

二维材料(如MoS2,石墨烯/g-C3N4等层状材料)模型搭建:晶格匹配与不匹配情况下的异质结构搭建,AA/AB Stacking, 魔角石墨烯,晶格基矢变换,晶格旋转,根号格子。

手把手带大家快速实现二维单层材料及其复合模型的搭建操作,以及采用“走象棋”法从晶体学角度解释搭建过程中的参数设置。


专题7:纳米管、团簇模型建模

纳⽶管、团簇的模型搭建:⼿把⼿带⼤家搭建单壁/多壁纳⽶管、团簇,了解管的折叠方式与手性、团簇的半径、基⾯与形状、核壳结构、相分离结构、合金结构。

专题8:有机分⼦、聚合物结构模型建模

有机分⼦、聚合物结构模型搭建:⼿把⼿带⼤家采⽤Materials Studio中的sketch与build polymer⼯具,进⾏对有机分子、聚合物的搭建。

专题9:复杂二维COF结构建模
2D-COF结构的分⼦模拟辅助PXRD建模根据PXRD数据与连接单元的少量已知信息,在原⼦坐标未知的情况下,手把手带大家巧用Materials Studio中强大的sketch与build polymer工具构建复杂的⼆维COF结构。
专题10:Linux操作系统基础命令

在远程Linux系统中新建目录,修改文件,提交作业,上传下载数据。

一部分Materials Studio计算工作需要在Linux服务器上完成,本章将带大家学会在Linux集群上远程交作业的基本操作。

专题11:第⼀性原理/密度泛函理论DFT、k空间的意义

为大家介绍分子力学、量子力学两大分子模拟方法的区别与适⽤范围,密度泛函理论框架,LDA/GGA、电子自洽循环、电子步、离子步不收敛的解决办法,k空间、第⼀布里渊区、能带、态密度的物理意义,截断能、k点密度、结构优化四个收敛参数的物理意义及设置⽅法,收敛性测试⽅法。将使⼤家了解后续DFT计算中电⼦自洽循环所涉及参数的物理意义、设置依据。

专题12:外力、缺陷对⼆维材料电子性质的影响

针对单层材料在拉力及压力下的带隙变化这⼀科学问题,结合能带理论与无机化学知识,对态密度、能带结构,原子电荷、共价键与离子键、轨道成分、电荷密度、晶体轨道重叠/哈密顿布居COOP/COHP进⾏分析,从而找到现象背后的本质原因。

将使大家熟练掌握相关文献中对电子性质的分析方法,使⽂章更上⼀层楼。

专题13:晶体性质计算与分析—光学性质

介电函数实部与虚部、反射率、吸收系数、折射率、能量损失函数计算。

带大家了解介电函数的计算流程与其它光学性质的计算⽅法。

专题14:晶体性质计算与分析—弹性性质

弹性性质— 弹性常数矩阵意义、体弹模量、剪切模量、泊松比、杨氏模量。

让大家了解弹性性质在CASTEP中的计算与分析方法。

专题15:晶体性质计算与分析—振动性质、热力学性质

声子性质—声子谱及声子态密度的计算方法,DFPT与冻声子法,红外拉曼活性,振动模式分析,固态相变,晶体稳定性判据,案例分析。热力学性质的计算,简谐与准谐近似、非谐效应。

将使大家熟练掌握热力学性质的分析方法,热膨胀的起源,催化反应中的振动性质对⾃由能贡献的计算方法,相关文献中对晶格动力学性质的分析方法,以充实⽂章中理论部分的内容。

专题16:晶体表⾯功函数计算

表⾯的构建,表⾯能计算,结构迟豫与结构重构,功函数的物理意义,表⾯的静电势与功函数计算。

了解表⾯与晶体结构之间的差异,掌握光催化中利用异质结构来有效解决电子-空穴复合问题的能带电位匹配⼿段。

专题17:小分子在表⾯的吸附

表⾯吸附小分子结构的构建与优化、吸附能,差分电荷密度,STM图。

掌握如何判断吸附位点、模拟吸附构型,了解吸附分子间的相互作⽤,催化中与吸附相关的概念和理论分析方法。

专题18:LST/QST过渡态搜索

解析催化、电池领域的案例,热力学与动力学的竞争。

带⼤家了解过渡态理论中的基本概念,掌握反应路径创建,能垒计算,过渡态搜索、确认,虚频消除,掌握化学反应中激活能的计算方法。

报名方式

主办单位:深圳华算科技有限公司(拥有VASP、Materials Studio、Gaussian、LAMMPS商业版权)

深圳浦华系统技术有限公司(Materials Studio官方代理)

课程时间:10月12日-10月15日,全部课程3天。

培训形式:线上直播,提供回放视频,课程群永不解散,随时提问,及时解答。

课程费用:2980元。名额有限,欲报从速!提供增值税普通发票及邀请函。与MS电池计算专题课或MS光电热催化计算专题培训,同时报名优惠更多哦!

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