第一篇：山地灾害计算模拟_报告
首先简单谈一下高切坡超前支护研究：针对人类工程活动，特别是工程建设引发滑坡灾害问题，提出了危险性高切坡超前支护的设计思想，系统地研究了开挖高边坡稳定性的超前诊断方法、解析了超前支护结构与高切坡岩土体相互作用机制，建立了危险性高切坡超前支护设计的理论和方法。同时研发多10余种开挖边坡超前支护关键技术，并广泛应用于西藏公路边坡工程实践，并且编写了《高切坡稳定性的超前诊断与超前支护关键技术设计施工指南》。其中高切坡如图1所示。
图1 危险性高切坡
超前支护是指在人工边坡形成之前，首先对其进行危险性评价，若判定该开挖形成的人工边坡属于危险性边坡（不稳定边坡），特别是在施工过程中就可能发生变形破坏的人工边坡，在边坡形成之前进行支护，待支护工程完成后，再进行边坡开挖，这样一种提前支护的方法，称为超前支护。超前支护是在土体未受扰动情况下进行支护，可采用原状土样的抗剪强度指标，按主动土压力理论计算作用在结构上的推力荷载。因而比开挖后进行支护（采用损伤土样强度指标）或是已发生滑坡再进行抗滑结构支护（采用滑面土体的残余强度指标）情况下的推力荷载要小许多，因而更为经济。这里提出了两个问题，分别是危险性高切坡如何诊断和危险性高切坡如何超前支护。
针对这两个问题，下面简单说说是怎样解决这两个关键问题的。第一，危险性高切坡超前诊断理论与技术是运用了边坡稳定分析的极限分析方法。极限分析在上世纪50年代初已由Drucker等运用到土力学中，而自从1975年W.F.Chen的专著《极限分析与土体塑性》问世以来，岩土极限分析方法得到了快速发展。极限分析借助塑性理论中的上限定理和下限定理来确定解的范围，通过求得最高的下限解和最低的上限解来缩小这个范围，从而得到接近真实的解。具体的分析方法有基于M-C准则土质高切坡稳定性的超前诊断、基于Hoek-Brown准则岩质高切坡稳定性的超前诊断、基于非线性破坏准则高切坡稳定性的超前诊断、层状岩质高切坡稳定性的超前诊断、根据岩质边坡岩体质量指标（RMR）确定边坡稳定和根据Barker方法确定土质高切坡极限开挖高度。
为了解决危险性高切坡如何超前支护这个关键问题，首先需要对高切坡超前支护新型结构研究及其作用机理进行研究，具体的研究有高切坡超前支护桩作用机理研究、高切坡超前支护锚杆作用机理研究、预应力锚索抗滑挡墙、新型高切坡超前支护桩。危险性高切坡超前支护的技术有路堤边坡抗滑桩超前支护技术、微型钢管桩超前支护技术、路基缺失段微型钢管桩超前支护技术。高切坡超前支护结构设计计算方法研究的方式有岩质高切坡预应力锚索超前支护研究和基于非线性破坏准则超前支护桩加固高切坡设计。
下面谈谈降雨滑坡灾害预测预报，它是通过建立模型来进行预报的。雨滑坡灾害预测预报所使用的模型有坡地水文模型、边坡降雨入渗模型和边坡地表径流与地下水耦合分析。其中坡地水文模型包括区域坡地水文模型、Renzo Rosso模型（2006）、SINMAP 模型（2002）、Iverson 模型（2000）、Arnone模型（2010）。
下面简单谈谈强震带边坡位移控制设计与柔性防护，它主要有地震边坡及其防护结构破坏模式、地震滑坡分布预测的概率模型、强震荷载下边坡屈服加速度与永久位移预测以及强震带边坡柔性支护技术。大量边坡工程结构破坏表明：边坡安全系数控制设计理论与刚性支护结构不适应强震带边坡防治工程的需要。为此，提出了强震带边坡位移控制设计与柔性防护技术。这项技术建立了强震荷载下各类边坡防治结构临界屈服加速度与永久位移计算方法；初步确立了强震带边坡工程的位移控制设计理论；研发了多种强震带边坡工程柔性防护技术。
下面简单说说崩塌滚石灾害形成演化机理与防治，崩塌滚石灾害是5.12汶川地震引发的主要次生地质灾害，也是灾后恢复重建的难点，我国在崩塌滚石灾害基础研究较为薄弱，灾害防治缺乏相应的规范或标准指导。为此，我们开展了地震灾区崩塌滚石灾害减灾理论研究。取得了以下成果：
1、建立了滚石冲击力计算方法；
2、提出了滚石坡面运动轨迹预测；
3、研究了滚石冲击荷载下防护结构的动力响应；
4、研发了多种耗能减震滚石防护结构；
5、系统构建了滚石灾害防治技术体系。
频频发生大型地质灾害凸显了减灾能力的不足，究其原因可以归结为三个问题：（1）地质灾害发生在哪里（2）地质灾害什么时候发生（3）地质灾害发生之后会造成多大的破坏和损失。在当前认知水平下，要对潜在地质灾害的发生时候做出准确预报还不现实。为满足国家减灾的需要，应把地质灾害的研究重点放在灾害发生之后会造成多大危害方面，解决地质灾害如何运动？如何堆积？对地质灾害危害区域进行有效预测、划定危害范围、确定其流动强度包括：运动速度、堆积厚度、冲击能量等动力参数；研究地质灾害对工程结构的冲击损伤机理研究，建立地质灾害易损性评价的可靠方法，在此基础上构建基于地质灾害动力过程的风险评估方法是目前最为有效的防灾减灾手段。
地质灾害动力过程研究是目前国内外研究的热点问题，主要数值方法：离散元方法和DDA方法；流体动力学方法。其中流体动力学方法以其良好的物理力学基础而更受欢迎。主要难点是非牛顿流体、多相流、相变、内部复杂的作用力、质量不守恒、规模大、历时短等。此处提出了三个问题，如何提高算法精度，来更好的捕获运动过程中的突变现象，以适应地质灾害复杂的地形地貌条件；如何提高计算速度，解决大尺度地质灾害庞大计算量问题；如何更好的考虑运动物理模型，使计算能够更好的逼近真实物理过程。
第二篇：山地灾害治理的探索与思考
山地灾害治理对策思考
龙镇乡—田定国
山地灾害特指只在山区发生的自然灾害，是山区自然环境发展演化与人类经济活动共同作用的产物。主要有泥石流、山洪、滑坡、崩塌等，一旦发生将对人民的生命、财产安全构成较大的危害。
我县是一个多山的地区，山区地质构造复杂，生态环境脆弱；随着山区建设速度加快，生态环境遭到破坏，泥石流、滑坡、崩塌、山洪等山地灾害暴发较为频繁，给人民群众的生命和财产安全带来了较为严重威胁。抓好山地灾害防治是当前工作中十分紧迫和重要的任务。
一、山地灾害的现状成因
我县的地质结构复杂，加之人为因素，目前我县的山地灾害现状不容乐观，主要表现在：一是地质地貌方面的，地质构造复杂，岩层褶皱断裂发育，新构造运动强烈，为山地灾害形成和发展奠定了基础。地层变形强烈，岩石破碎，成长为断裂破碎带，较易形成泥石流、滑坡、崩塌等地质灾害。地貌条件是山地灾害形成的内在因素，来青藏高原和其它山地强烈隆起，阶梯转折斜坡地带、大山系及其边缘地带，容易形成泥石流、滑坡、崩塌等地质灾害；二是暴雨山洪是山地灾害的重要诱发因素。斜坡岩体、土体、堆积体经地下水或地表水浸渗和软化后，摩擦角减小，内摩擦力和凝聚力降低，当下伏岩土层抗剪强度小于上覆岩土层的剪切力时，即沿某一软弱面产生滑坡。特别是夏秋季节降雨集中，雨强越大，就越容易诱发山地灾害；三是人类活动加剧了山地灾害的发生。不讲科学的乱砍乱伐，破坏了山地的生态环境，造成人为的强度侵蚀，加剧了水土流失和山地灾害的发生和发展；违反农耕制度在陡坡上耕种，坡面风化侵蚀和沟道侵蚀强烈，诱发山地灾害；部分矿山把大量的弃渣堆放在山坡或沟谷里，为泥石流储备了大量的固体物质；在山区修建公路，大量的采矿，防护措施不足，使山坡失去平衡而产生滑坡；在山区河流沿岸地带无序、无节制地开发利用行洪滩地，人与水争地，缩小了洪水渲泄和调蓄的空间，加剧了山地灾害。
二、对策思考
为预防和减少山地灾害造成的危害，应做好以下几个方面的工作：
（一）加强组织领导，统一指挥
各级政府、各级部门要提高认识，充分认识到山地灾害的巨大危害，把山地灾害防治工作作为“生命工程”来抓，防御山地灾害涉及面广，任务艰巨，无论由哪个部门负责管理和防御都很难完全依靠专业部门的力量承担防御任务。在组织机构上，要由行政领导负责，组织指挥和协调政府各部门，群策群力。要把防御山地灾害纳入到地方防汛指挥部的职责范围，统一指挥，并落实各项责任制，国土资源部门负责全县地质灾害防治的组织、协调、指导和监督工作。发改、水务、财政、建设、交通、民政等有关单位协同国土资源部门进行全县地质灾害的防治工作。各镇（乡）应成立和充实地质灾害防治领导小组，具体领导和协调本辖区地质灾害防治的组织、协调、指导和监督工作，要协同国土
资源部门做好本辖区地质灾害防治工作。进一步落实地质灾害防治责任制，建立和健全以各级政府行政首长负责制和有关部门领导岗位责任制为核心的地质灾害防治体制。严格按照《地质灾害防治条例》的有关规定，落实部门责任制，及时将地质灾害危险点的《防灾明白卡》和《避险明白卡》发至防灾负责单位、负责人和受灾威胁群众手中，把监测和防治任务落实到具体单位和责任人，做到任务明确、责任到人。
（二）健全防灾四级网络，做好监测
1、灾害点监测网（群测群防第四级网）。负责对具体地质灾害点的监测，除对地质灾害隐患点和不稳定斜坡本身的变形迹象进行监测外，还应把该灾害点威胁的对象和可能成灾的范围，纳入监测范围；其监测手段主要是定人、定点、定时进行监测，一般进行简易的相对位移监测和宏观观测，并做好记录、上报等工作；明确灾害点监测人员。发现临灾前兆，及时上传下达，通知受威胁的群众安全转移。
2、村组级监测组（群测群防第三级网）。负责组织、监督该村组地域内的地质灾害点的群众监测、预警；负责该村组地域内的地质灾害防治宣传，参与对突发性的地质灾害进行核实和初步分析；出现异常情况，及时发布临灾预报，组织受威胁的群众安全转移；参与对突发地质灾害进行抢险救灾。
3、镇（乡）级监测分站（群测群防第二级网）。负责对群测群防三、四级网进行监督管理；负责该辖区范围内的地质灾害防治宣传；负责对本行政区内较大级以上的地质灾害点进行跟踪，并对监测资料进行核实和初步分析，参与对突发地质灾害进
行抢险救灾；镇（乡）级监测网由分管该项工作的镇（乡）长负责，领导和协助村有组织地进行临灾安全转移。
4、县级监测站（群测群防一级网）。负责对群测群防二、三级网的监督管理；负责该辖区地域内的地质灾害防治宣传；负责对本行政区内重大级以上的地质灾害点进行跟踪，并对监测资料进行核实和初步分析，参与对突发性的地质灾害进行抢险救灾；负责区的群测群防的技术指导和信息管理，进行地质灾害应急调查、应急监测，实现与市级对接；根据气象、水文预报，对监测资料进行综合分析，及时向有关镇（街）、村和矿山等有关部门发出预警通知；县级监测站由县政府组建，由分管地质灾害工作的副县长负责，发生突发地质灾害时，及时决定启动应急预案。
（三）科学制定预案，完善预警预测系统
要根据我县的实际情况，建立科学的防灾抗灾应急预案。一是要建立灾害险点数据库，要对灾害险点进行全面摸底，建立灾害险点数据库，并进行动态管理，加强监测预报，预防灾害发生，减轻灾害损失程度；二是建立高效的指挥系统，要建立县乡两级应急指挥系统，做到险情发生时统一指挥、协调。三是建立监测队伍，对每个监测点要落实专职、兼职监测人员，全天候监测险点情况，发现险点及时通知受威胁的群众撤离，规避灾害，并及时向上级汇报。四是建立预警系统，约定预警信号、避险途径、避难场所，一旦灾害发生要快速反应，保障人民群众的生命财产安全。五是做好物资储备，要做好相应的物资储备，在险情发生时保障人民群众的基本生活问题。
（四）加强宣传教育，提高群众避险能力
要加强对干部群众抗灾救灾的培训宣传教育，提高应急避险能力，最大程度减轻灾害造成的危害，保障人民群众生命财产安全。一是及时发放“两卡”。及时将地质灾害危险点的《防灾明白卡》和《避险明白卡》发至防灾负责单位、负责人和受灾威胁群众手中，提高群众预警、避险能力，减轻最大程度减轻危害；二是完善预警系统，根据群众习惯，约定预警信号，如打锣、吹哨、高音喇叭喊话等，要与灾害险点、区域群众约定预警方式，群众听到预警信号及时撤离，同时要制定撤离路线、选定安全避难场所，要根据各地实际制定出两条以上安全撤离路线（必须有备用路线，以防撤离出现意外将及时启动备用路线），选定两个以上安全避难场所，一旦出现险情，立即组织群众撤离；三是强化纪律教育，教育群众在险情发生时要服从指挥，统一行动，避免混乱而延误救灾、加重灾害程度。
（五）以治本为重，建立长效机制
我们要正确认识自然灾害，掌握自然规律，从源头入手，防御和抵御自然灾害，提高应对灾害能力。一是继续抓好水土治理工作，近年来我县实施的“金土地”工程、河道治理工程，有效治理水土流失，改善生态环境，有效的减轻自然灾害，取得了很好的效果，应继续加大“金土地”工程、河道治理工程的实施，从源头上防止灾害发生；二是尊重科学、尊重自然，坚持科学发展、可持续发展，科学规范人类活动，制止乱砍乱伐，继续抓好退耕还林、天然林保护工程，完善农耕制度，限制无节制开荒耕种，减轻坡面风化侵蚀和沟道侵蚀；加大城乡环境治理力度，规范矿山弃渣堆放及垃圾处理；科学规划公路修建，矿产资源采伐，打击私挖滥采，采取有效防护措施，防止山坡失去平衡而产生滑坡；三是以人为本，防御灾害，县乡两级要继续争取上级资金支持，加大投入抓好移民搬迁工程，使人们远离危险区域，结合各地实际，结合新农村建设、安居工程建设，选择安全区域，采取政府投入一部分、企业捐助支援一部分、群众自筹一部分，将危险区域的群众搬迁到安全地带，保障人民群众生命财产安全。
山地灾害防治是一项艰巨复杂的工程，是关系民生的工程，要在各级政府的领导和统一指挥下，全社会共同努力，认识自然、掌握自然规律、维护和改造环境，坚持科学发展、可持续发展、人与自然协调发展，营造平安、和谐、文明的人居环境。
第三篇：中国科学院山地灾害与地表过程重点实验室
中国科学院山地灾害与地表过程重点实验室
开放研究基金项目管理办法
一、总
则
为了促进山地灾害与环境科学领域的应用基础研究及学科融合，中国科学院山地灾害与地表过程重点实验室（以下简称实验室）设立开放研究基金（以下简称开放基金），资助国内、外学者和科技工作者来实验室开展研究工作。
1．资助范围
本实验室以泥石流灾害的形成、运动和堆积机理研究为基础，探索山地水土系统的动力作用和表层物质迁移过程，揭示山地灾害形成与成灾机机理以及泥沙输移规律，研究山地灾害减灾和泥沙输移控制的理论与方法。
实验室每年公布一次《中国科学院山地灾害与表层过程重点实验室开放研究基金指南》（以下简称《指南》），《指南》对资助的具体范围和受理时间予以明确规定。
2．资助对象
具备博士学位或中级及以上技术职称的国内外科技工作者，均可在《指南》规定的范围内提出资助申请。
3.资助强度
单项资助一般为4~6万元，具体资助可能因实验室获得的资金支持和资助名额而变化。
二、基金项目的申请
4．实验室接受具备下列条件研究项目的申请：(1)符合《指南》资助范围的研究；
(2)学术思想新颖，立论根据充分，目标明确，研究内容具体，研究方法和技术路线合理、可行、先进，近期可取得重要进展的研究；
(3)申请者与项目组成员应具备实施该项目的研究能力和可靠的时间保证，并具有基本的研究条件，有充足时间到本实验室从事研究工作；
(4)经费预算合理。
5．申请者必须是项目的实际主持人，一般具有博士学位或中级及以上专业技术职称。
6．基金项目的研究年限一般为二年。研究工作开始时间为项目批准后第一个的6月1日。
7．基金的申请，实行全年受理，下一的申请项目本年截止时间根据当年发布的基金申请指南。申请者必须填写实验室《开放研究基金项目申请书》，非标准格式的申请不予受理。申请书（一式三份）寄送到实验室，同时将申请书电子版发到xqchen@imde.ac.cn或tanrz@imde.ac.cn，逾期申请书可顺延至第二年受理。
8．申请者和项目组主要成员的申请项目数，连同在研的本基金项目数不得超过两项。已获得资助者再次申请，申请书须附已资助项目的研究进展报告或结题报告和主要研究成果（一式一份）。
三、基金项目的审批与立项
9．实验室学术秘书负责同行评议工作。对每项申请，选择两名学术造诣较深、学术思想活跃、熟悉被评项目学科领域的国内外研究进展，学风严谨、办事公正的同行专家进行书面评审。有以下情况之一者可建议不予资助：
(1)申请手续不完备，申请书填写不符合规定；
(2)不符合基金资助范围；
(3)申请者或项目组主要成员的项目数，连同在研本基金资助项目数超过两项；
(4)与同类研究低水平重复；
(5)明显缺乏立论依据，或研究方法、技术路线不清，无法判断项目的创新性和可行性；
(6)不具备实施该项目的研究能力，或缺乏基本的研究条件，或申请者不能到本实验室工作；
(7)申请经费过多，基金无力支持；
(8)已从其它部门获得充足的经费；
(9)申请者对已获资助项目，不执行开放基金项目管理的有关规定，且未按要求补正的，或不认真开展研究工作，未发表研究论文或未取得研究成果的。
10．实验室主任在同行评议的基础上，对申请项目进行复审，提出项目评审意见和资助强度意见，提交实验室学术委员会进行终审。
11．学术委员会听取初审和复审报告，对所有申请项目进行审查，确定资助项目及资助金额。
12．实验室主任于每6月上旬签发评议结果，通知申请者及所在单位。
13．课题负责人应于6月底前，在申请书的基础上，根据批准通知，认真填写《中国科学院山地灾害与地表过程重点实验室开放研究基金资助项目研究计划》，并签署研究合同。经所在单位审核后，报送实验室，作为拨款和检查的依据。逾期不报，又不在规定期限内说明理由的项目，作为自动放弃处理。
四、项目的实施与检查
14．基金项目的负责人或主要研究人员每年应按计划来实验室开展研究工作，实验室学术秘书对项目进行管理。
15．研究计划实施中，鼓励项目组开展创新性、探索性研究工作。涉及降低预定目标、减少研究内容、中止计划实施、提前结题或延长年限等变动，项目负责人须提出报告，经所在单位审查签署意见，报实验室审批。
16．项目负责人工作调动，可在原单位完成项目研究，经调出、调入单位双方签署意见报实验室备案；如调入单位具备条件，也可将项目转到调入单位继续研究，经调出、调入单位双方签署意见报实验室备案。项目负责人一般不得代理或更换，但遇有特殊情况离开研究岗位半年以上，所在单位应安排合适代理人，并报实验室备案；离岗一年以上的按中止计划实施办理。
17．软件应按一定格式模块化开发成可独立运行的软件，或在通用软件平台上开发，以便能够在本实验室环境下使用。
18．实验室每对基金项目的执行情况进行检查。项目负责人应于每上半年结束时提交《中国科学院山地灾害与地表过程重点实验室开放研究基金资助项目进展报告》。不在本实验室开展研究工作的项目负责人，每一个项目执行需到本实验室来作学术报告，交流研究进展。具体时间安排以每所发通知为准。对不报送《中国科学院山地灾害与地表过程重点实验室开放研究基金资助项目进展报告》，或工作无进展，或经费使用不当的项目，缓拨下期经费。逾期不纠正、补报的，中止资助。
19．鼓励研究人员自带符合本实验室方向的项目及经费到实验室开展研究工作。
五、项目经费的使用与管理
20．项目经费开支的范围及比例
(1)基金资助研究项目研究有关的业务费应占70％以上（包括实验材料费、仪器租用费、客座人员旅差费、学术活动费、辅助人员费、成果发表费、资料费等）；
(2)基金资助研究项目公用设备的使用与维护费占30％左右（包括实验室仪器设备零配件购买、仪器设备维修费、观测实验小型设备购买、加工费等）；
21．项目经费的管理
(1)项目经费按划拨。合同签订后，首次划拨项目业务费的50％到项目负责人单位财务，中期考核后按管理办法规定视完成情况再次划拨业务费的35％，项目验收后，划拨业务费剩余的15％到项目负责人单位，由项目负责人负责开支。项目设备使用与维护费，由实验室统一管理，项目负责人根据研究工作需要，在额度范围内报销，由实验室主任审批，在成都山地所财务结算。购买的仪器设备在项目结题时，交还给实验室。
(2)基金资助项目经费专款专用，可以结转到下一使用，但不得挪作他用，一经发现，中止资助。
(3)对项目按中止资助处理的经费，全部收回，用于资助其它项目。
六、项目的成果管理及评价
22．基金资助项目的有关论文、专著、成果评议鉴定资料等，均应标注“中国科学院山地灾害与地表过程重点实验室开放研究基金资助项目”及项目编号，英文标注“Key Laboratory of Mountain Hazards and Surface Process, Chinese Academy of Sciences”，未标注的，验收时不计入成果。自带项目和经费在本实验室工作取得的成果或发表论文需注明“在中国科学院山地灾害与地表过程重点实验室完成”。
23．项目结束后，三个月内向实验室报送《开放研究基金资助项目总结报告》，学术论文复印件及有关的软件和硬件原始资料。
24．基金资助项目结题后，实验室将对优秀研究成果提请主管部 门组织专家进行通讯评议或技术鉴定，颁发“优秀成果证书”。实验室将优先资助曾取得优秀成果的项目申请者。
25．基金资助项目所取得的成果（包括收集到的资料、研究报告、相应软件等）归研究者和本实验室共有，成果使用按国家相关政策规定办理。
26.本管理办法经本实验室室务委员会讨论通过后实施，由中国科学院山地灾害与地表过程重点实验室负责解释。
中国科学院山地灾害与地表过程重点实验室
2009年10月20日
第四篇：材料计算模拟
材料计算模拟
1、问：用MS构造晶体时要先确立空间群,可是那些空间群的代码是啥意思啊,看不懂,我想做的是聚乙烯醇的晶体,嘿嘿,也不知道去哪
可以查到它的空间群
答：A、要做晶体，首先要查询晶体数据，然后利用晶体数据再建立模型。晶体数据来源主要是文献，或者一些数据库，比如CCDC。
你都不知道这个晶体是怎么样的，怎么指定空间群呢？要反过来做事情哦：）
B、我不知道你指示的代码是数字代码还是字母代码,数字代码它对应了字母的代码，而字母的代码它含盖了一些群论的知识(晶系,对
称操作等),如果要具体了解你的物质或者材料属于那一个群，你可以查阅一下相关的手册,当然你要了解一些基本的群论知识.MS自带
了一些材料的晶体结构,你可以查询一下.2、问：各位高手，我用ms中的castep进行运算。无论cpu是几个核心，它只有一个核心在工作。这个怎么解决呢？
答：请先确认以下几个问题：
1，在什么系统下装，是否装了并行版本。
2，计算时设置参数的地方是否选择了并行。
3，程序运算时，并不是时时刻刻都要用到多个CPU
3、问：我已经成功地安装了MS3.1的Linux版本，串行的DMol3可以成功运行。
但是运行并行的时候出错。
机器是双Xeon5320(四核)服务器，rsh和rlogin均开启，RHEL4.6系统。
其中hosts.equiv的内容如下：
localhost ibm-console
machines.LINUX的内容如下：
localhost:8
现在运行RunDMol3.sh时，脚本停在$MS_INSTALL_ROOT/MPICH/bin/mpirun $nolocal $MS_INSTALL_ROOT/DMol3/bin/dmol3_mpi.exe $rootname $DMOL3_DATA
这一处，没法执行这一命令
并行运算时，出现以下PIxxxx(x为数字)输出
ibm-console 0 /home/www.xiexiebang.com: error while loading shared libraries: libcxa.so.3: cannot open shared object
file: No such file or directory
答：假如你有Materials Studio 3.1的ISO版本以及licene.dat。在linux机器上的用户名为firefox。下面是安装Materials
Studio3.1 linux版本的步骤
1、假定把Materials Studio3.1的iso文件mount到/home/firefox/ms目录，切换到root帐号下，然后用下面的命令如下：
mount-o loop /home/firefox/MS_MODELING.iso /home/firefox/ms
2、文件mount上去后，退出root帐号，回到firefox帐号。然后到/home/firefox/ms/UNIX目录，运行下面的：
./Install
3、开始按提示安装了
1）、指定你要Materials Studio安装到的目录，比如/home/firefox/MaterialsStudio 2）、下面就是指定你所需要安装的模块了，根据自己的需要选择，当然也可以全部选上
3）、然后指定你License_Pack所在的目录，我们假定也是放到/home/firefox/MaterialsStudio/License_Pack目录中，那么先建
立这样的目录：mkdir /home/firefox/MaterialsStudio/License_Pack 接着按提示Enter。开始安装Licens_Pack了。
4）、下面把你所得到的licene文件msilic.lic拷贝到/home/firefox/MaterialsStudio/License_Pack/licenses目录中，并改名为
msilicense.dat。
5)、把/home/firefox/MaterialsStudio/License_Pack/licenses/msilicense.dat完整的文件名按提示输入。这些完成后。就基本
安装好了。下面就是把gateway运行起来。
4、到/home/firefox/MaterialsStudio/Gateway目录，运行下面的命令：
./msgateway_control_18888 start
提示说Gateway start succeeded-running as process xxxx。后，就启动成功了。
5、在ie的地址栏输入，http://127.0.0.1:18888/;则页面会显示该机器上已经安装好的计算模块
基本就安装成功了。(注意之处：不要用root安装它)。
7、问：我想对NaYF4的电子云分布进行模拟计算,请各位高手指点怎么计算?? 如果有NaYF4的结构的话,请分享一下.答：如果是晶体的话，可以找相关的文献看晶格常数和原子坐标，自己构建模型后计算
如果没有文献，可以上无机晶体结构数据库ICSD查询，如果查到，直接导出来
就可以用ms算了 电子云分布算一下电子密度就可以了
可以用dmol和castep
如果要某个轨道的电子云，dmol算homo－lumo上下若干个轨道
castep算能带
最后那visulizer看电子云密度图就ok了
8、问：各位高手请教一下用demolJ计算分子轨道怎么看HUMO,LUMO图，其中的黄色蓝色代表什么啊，谢谢了
答：dmol计算的时候选择properties里面的orbitals 把homo和lumo选上
然后计算，算完以后打开analysis对话框
选择orbitals，就看到你算的homo和lumo了，然后import就在模型中可以看见homo和lumo了
9、求助有MS并行计算经验的朋友解答一下
我虽然在LINUX CLUSTER并行成功了，但是并行的时候CPU计算利用率很不均衡也不稳定
有时候100%有时候0%
而且计算到一定程度的时候会变换运行程序在LINUX中的进程名
换了一次之后CPU使用就开始出现不均衡的情况，有一个CPU 90%+，别的都是2-5%的样子进程处与sleeping状态只有那一个CPU在RUN 另外说一下我每个节点的硬件配置相同，用的是CASTEP模块，K点数是CPU数的整数倍，但是算能带的时候不知道如何调节K点数目，不均衡不知道是不是算能带的时候导致K点在每个CPU上分布不均造成的 还想问一下 我各个节点都是同一个交换机下的机器，NFS的效率如何评估
答：A、你应该看看内存的使用率,一般如果内存不足,会造成你说的现象
B、所有节点空闲内存都在50%以上啊，发现只有一个节点的CPU占用的厉害 别的不超过10%
C、你选用的几个cpu进行计算,如果是一个,那就是你发生的问题原因,如果不是一个,而是选择几个cpu进行计算,那么应该是节点之间的通讯问题了,这需要进行机群的的调节了
10、问：CASTEP能算pdos的自旋情况吗
答：可以计算体系的自旋态密度
alpha和beta分别为自旋向上和自旋向下
total spin是总自旋
计算的时候必须把自旋极化－spin polarized 选上才能画自旋态密度
11、问：大家帮忙看看这是什么问题
我再用demol计算动力学的时候,不管怎么设置参数它老出现这个提示
Error: SCF iterations not converged in 50 iterations
Message: SCF not converging.Choose “Use Smearing” on DMol3 SCF panel or set “Occupation Thermal” in the input file
You may also need to change spin or use symmetry Resubmit DMol3
Message: DMol3 job failed Error: DMol3 exiting
请教高手这是什么原因啊?
答：SCF not converging.Choose “Use Smearing” on DMol3 SCF panel or set “Occupation Thermal” in the input file
无法收敛，加大计算步数。
你错误的原因是体系在50步内不能收敛,你可以增加收敛计算步数,比如增加到100
系统提示你改变“Use Smearing”和“Occupation Thermal” 的设置参数(这两个参数在设置对话框中),还提出建议让你改变自旋和对
称设置来试一试。
不收敛，解决方法一加大圈数，DMol3 calculations－》electronic标签下More选项－》SCF选项，中Max.SCF Cycles加大，最多
1000圈，如果1000圈收敛不了
就用方法二，加大smearing
在SCF标签下把orbital occypancy下面的勾打上，然后设置smearing
设置重小到大逐渐增大，smearing如果很大，虽然能收敛但是最后的构型有问题。
做MS计算，我的感觉是没有必要一步算到位，就是说你的计算精度（能量，力等等）可以一步一步来，或者是smearing慢慢变小，这
样容易收敛些。
12、新手请教几个不专业的问题
1.(1x1)CO中(1x1)是什么意思？
2.态密度、能态密度和电子态密度的区别？
3.K││-resolved是什么意思？
4.如何在半导体上建金属表面？
5.如何翻译？
supercell geometry
the Vienna ab-initio simulation package(VASP)the generalized gradient approximation the plane wave expansion structural relaxations
a tight-binding linear muffintin orbital(TB-LMTO)method the TB-LMTO method
the principal-layer Green’s function technique the K││-resolved transmission
6．K││-resolved DOS at the Fermi energy这句话怎么理解啊？
7．用MS能不能计算一个体系的电导？如何去算？
答：1.(1×1)表示的是表面的构型，2×2是(1×1)的四倍，也就是x和y上分别用两倍单位平移定义表面的晶格常数a和b，c轴与表面 方向平行，c的大小取决于原子层和真空层厚度
2.应该是没有区别，可能是称呼不同而已。
3.不清楚什么意思
4.用ms里面的layer builder构建界面，基底为半导体，半导体上长金属层是通过layer builder构建的
5.supercell geometry——超胞结构 the Vienna ab-initio simulation package(VASP)——维也纳从头算模拟软件包
the generalized gradient approximation——广义梯度近似
the plane wave expansion——平面波展开
structural relaxations——结构弛豫
a tight-binding linear muffintin orbital(TB-LMTO)method——紧束缚线性丸盒轨道
the TB-LMTO method——紧束缚线性丸盒轨道方法
the principal-layer Green’s function technique——？
the K││-resolved transmission——？
6.不是很清楚，没有上下文 先计算出态密度。然后通过由玻尔兹曼方程推导出的电导率公式来算,见固体物理。提供两篇参考文献是做输运系数的计算的：
Georg K.H.Madsen, David J.Singh.Computer Physics Communications 175(2006 67~71.Philip B.Aleen ,Warren E.Pickett, Henry Karkauer.Physcical Review B 37(1988)2721~2726.13、请问： 在用CASTEP计算材料空位缺陷时，如何才能实现只取一个空位呢？
答：降低对称性，再DELETE一个原子就可以了
在build下的symtrey有make P1 不是降低对称性，是构建超胞
make supper cell
然后就可以删去一个原子了
正常的话如果晶体是原胞，直接删除一个原子可能造成很大影响
可以建大一点的超晶胞(比如2×2×2超晶胞)然后删掉一个原子，这样比较合理，毕竟缺陷浓度是很低的。
14、[求助] MS是否可以做原子数在10-20个左右的簇合物的结构模拟
我想得到一些原子数在10-20个左右的一元或二元原子簇合物的低能构型。
MS里的分子模拟功能是否可以模拟出一些能量局部最小化的构型？
如果不行的话，麻烦熟悉这方面的虫子给推荐个软件，最好是免费的。
我的要求很简单，就只要找到低能量构型即可。
手动直接构建实在是太麻烦了，而且说服力很低。
谢谢指教！
答：A、可以，dmol模块可以达到你的要求
B、感谢楼上各位。
不过我琢磨了半天，好像无论是Gaussian还是MS,都是要给定基本定型的构型，然后进行优化后获得更精炼一些的构型。
我想做这样一件事： 已知原子数为 10 的构型，第 11 个原子任意放置，然后程序自动变化第11个原子的位置，甚至变化 11 个原
子的位置（既第11个原子对其他10原子的构型进行微扰）得到不同能量的局部的低能构型。
自己琢磨的，肯定很多不足，不是否有相关的参考资料。还请赐教，15、ms discover停电后如何处理
ms discover算了一个星期，还有三天就算完了，结果停电全没了
重开机，启动ms，提示有任务非正常关掉，载入auto recover，job explorer里面还显示未算完的任务，server console打不开，无
法查看是否正在算 查任务管理器，没有找到discover.exe进程，只有msstudio的进程，而且cpu占用高
手动停止job，然后从discover的dynamics模块下选中use restart result，但是结果显示完全从头开始算
没钱买ups，很不走运，两个星期内，这种停电出现两次了
请教大家有什么好的方法，从断电时的数据开始接着算
谢谢
答：如果你在dynamic中trajectory的选项里save选择了full，那么在重启动时，在restart选项里，选中use restart date选项，就
可以了。
16、求助：黄色和蓝色的电子云代表什么问题
请教各位一个问题，在MS的Dmol3下计算能量，在分析里查看HOMO和LUMO轨道的电子云的计算结果时，有两种颜色，默认的是黄色和 蓝色。这种颜色的不同代表什么意思？
还有一般用HOMO和LUMO轨道的电子云说明什么问题啊？我看很多文献说什么(π-π)派-派跃迁就是3.1415926所代表的那个希腊字母，这里不知道怎么输入。还有（σ-σ)西格玛-西格玛等等，学习化学的人应该能够了解，可以从这上面看出来吗？
答：A、其实两种颜色的电子云不是代表homo和lumo的，只是说这个地方波函数是正号还是负号。因为对于电子云来说，其实是波函
数的平方，这个地方为了区别波函数的正负号，所以引进了两种颜色的电子云
B、在分子进行反应时，最高占据轨道（HOMO）和最低空轨道（LUMO）其有特别重要的作用。
分子轨道对称性守恒原理认为：在反应过程中，当有反应物分子轨道转变成产物的分子轨道时，其对称性始终保持不变，即始终都属
于同一个不可约表示。
如果反应物基态的分子轨道变成的是产物的基态的分子轨道，那么反应就是热允许的。（意即温和加热就可进行）
如果变成的是激发态的分子轨道，就是热禁阻的（意即不可能用温和加热的方法促其进行）。
如果反应物受光激发后由电子占据的分子轨道（激发态轨道）转变成产物的基态分子轨道，这一过程就是光允许的（意即用适当的光
照就可使其进行）。
若转变成产物的更高激发态分子轨道，就是光禁阻的（意即无法用光照促其进行）。
17、请问MS计算能带的问题
由CASTEP或DMol计算得到的能带，要看能带的带系宽度，是怎样看？
是默认费米能级为0吗？那就是只看0附近的宽度吗？
答：A、0两边的宽度，最高占据和最低未占据之间的宽度就是带隙
B、我没有仔细的看过castep的能带，但是看过课题组的人做过报告。
我印象中，对于非金属，castep的费米能级是在价带顶，找出价带顶最大的那个能量和导带底对应的最小的能量之差，就是带隙吧。
至于有的说dos看带隙，这个不大可靠，要看你取了多大的展宽因子，展宽因子大，非金属也变成金属了，没带隙。
另外对于dmol来说，何来什么能带 全部分子能级，不过可能有gap，要从homo-lumo的差值去算gap C、横轴是布里渊区的高对称点，与晶体的对称性有关
纵轴表示能带的能量。
带隙可以分成直接带隙和间接带隙
直接带隙就是0eV上下最高和最低两个能带在某个高对称点(如G，X、R点等)之间的能量差。
间接带隙就是0eV上能量最低的能带上的最低点的能量值减去0eV下能量最高的能带的最高点的能量值。
18、什么是Overlap populations？
在一篇文章上看见
Table 2 Bond distances(A˚)and Overlap populations(/E/in brackets)
TiO2 TiO2/Sn6c TiO2/Sn5c TiO2/Sn6-in TiO2/Sn5-in
Ob–Me6c 1.831(172)1.963(220)1.83(165)1.831(172)1.832(171)Op–Me6c 2.066(86)2.107(32)1.989(64)2.070(84)2.069(83)
Op–Me5c 1.938(122)1.912(114)1.995(139)1.988(123)1.933(120)
O1–Me6c 2.065(86)2.165(86)2.097(117)2.072(115)2.086(119)O2–Me5c 1.853(130)1.854(119)2.006(122)1.865(134)1.890(112)
O1–Me6-in 1.936(160)1.950(142)1.983(163)2.056(177)1.968(161)
O2–Me5-in 1.968(83)1.961(84)1.950(96)1.976(86)2.047(90)
请问Overlap populations 是什么？如何得到的？
答：A、Overlap populations 重叠布居
CASTEP计算性质时的population选项可以算
B、重叠布居
相当于键级的概念
一般来说，正值表示成共价键，正值越大，共价性越强
0表示纯离子键。
负值表示反键。
主要用于定性分析。不同的赝势、泛函计算的结果可能有差别
19、请教一下
这些数据在那？
您能把您算过的这部分给贴上来吗？
CASTEP计算性质时的population选项这个我已经算了
但是我找不到它在那
谢谢
答：CASTEP 中计算的时候选择properties里面的population analysis下面的
bond population 计算得到的结果除了有atomic population以外还有就是bond population 也可以叫overlap population
在.CST或者.CASTEP文件最后部分。
20、用MS需要什么样的配置？谢谢！
老师打算买一台新的电脑做计算，我不知道一般需要什么样的配置就可以了！希望大家多提供点信息！谢谢了！
答：A、双核 至少奔D 2.8GHz 1G内存
高分子结构 最好准备买服务器！！
B、楼上的，没那么夸张吧？
CPU好像用不太多啊，一般的30-60原子有个普通双核也够用了吧？我没感觉出来双核比P2.8快多少啊？
你非要算蛋白质的话，那服务器也肯定不够。。
内存大些倒是真是，应该需要2G也不嫌多的！
C、我觉得看你做什么体系
你如果做简单的分子体系
用demol可以解决的谱图电脑夜可以的如果算晶体
那必须是搞配置的机子
D、关键是cpu，内存，和硬盘
ms计算的结果还是蛮大的，我的硬盘都满了
要速度的话cpu双核可能没有单核快，因为并行效率在windows下好像不是很高
内存大是必须的，2G基本上可以，如果4G更好，反正现在内存也不是太贵
尽量多加点内存把，否则你想算一个稍大的体系，往往发现内存不够，确实够郁闷的。^_^
21、问：模拟晶体表面吸附时，怎么样才能做到只允许垂直于表面方向弛豫，而平行表面的方向不允许呢？是用“Modify--
Constraints”实现的吗？如何实现？
答：就是用“Modify--Constraints”
步骤：第一：选择要加限制的原子
第二：打开constrain对话框
第三：设置固定XY方向不考虑弛豫，实际上就是在x和y方向的笛卡儿或者分数坐标前打勾即可
22、问：与计算速度有关的都有什么因素，我计算的时候，CPU利用率约为百分之五十，刚开始出了几个点，可是后来好几天也没出
一个点，而且job explorer 显示是running,不知道怎么回事？
答：与计算速度有关的因素：cpu速度，内存大小，缓存多少，硬盘和主板接口速度等。
不知道你是用winxp版本还是linux/unix版本
如果是winxp版本，可能cpu是双核/双线程的，你交作业的时候选择单cpu 没有选择用2个cpu，所以cpu利用率大概在50％
23、请问我在CASTEP中计算掺杂后的模型，能用Reflex模块中XRD在计算吗？我直接将CASTEP中的.xsd文件激活后使用了Reflex结果
感觉很不对。
向各位请教！谢谢 我就是建立了一个结构.xsd，然后选了那个模块计算，出来的结果感觉是非常不合理的。你能给我举个例子吗？
答：新建一个文件，导入数据库中的FeS2（pyrite）
在reflex里面选power diffraction 设置xrd谱图的范围，靶的种类等等
点caculate 就ok了
24、问：如何将MS的car文件装换为xyz文件，坐标比较多。
答：利用MS的 Export 输出为mol 格式的文件
然后利用Hyperchem打开上面的输出文件
另存为xyz文件即可
25、Dmol计算的频率如何看明白啊？
偶用Dmol3算体系的能量，算了其频率，输出文件中一大堆数据看不懂都是什么啊？哪里有详细说明吗？help里好象没有啊。不知道
有这方面的文献吗（中文最好）？请高手们指教啊！
答：性质中频率是算声子的。
最后给出的振动模式 vibrational mode
输出文件主要看outmol文件，文件最后部分有振动频率的数据
如果不是周期体系，且假设体系有N个原子，则给出3N－6个振动频率
其中正值表示稳定振动，负值（虚频）表示不稳定振动，即振动将导致体系能量下降
如果是晶体则有3N个振动频率，其中有3个为刚性振动，频率接近0，表示所有原子沿着相同方向振动。除了振动频率的数值（振模频
率），还有振动的本征矢，每一个频率对应一组本征矢，本征矢表示原子的振动方向（x，y，Z）和幅度。
当发现晶体具有虚频的时候，那么原子按照本征矢方向振动，体系能量下降，会导致结构相变发生。
注意，dmol振动性质的计算并没有考虑电场和原子位移的耦合作用，没有考虑LO和TO分裂，而且对于晶体而言只能算布里渊区G点的振动频率，而不能计算其他点的振动频率。
完毕
26、问：在计算的过程中CPU利用率变为0，重启以后任务还显示再计算，单CPU 利用就是0，再开始新的任务利用率就不是0 了，这
是为什么？怎么解决阿？谢谢了！
答：虽然软件界面显示在run，但此乃假象也！cpu为0肯定是没算了。之所以还显示在算，主要原因是你的内存可能不够用了，电
脑不能正确反应实际情况而已。
正常现象，如果交个作业，然后把进程杀了，还显示正常运行，但是运行无法结束
也没有结果。所以看作业是否运行，不单单得看网关的运行状态，还得看cpu的利用率
还有两种可能
第一：就是算完了，网关的内容却没有下载到本地目录。
比如，交一个作业到服务器，算完以后，服务器的cpu利用率变为0，然后
由于网络原因，服务器数据往回传输的时候突然断网，这样可能数据就无法传回来了
由于传送指令发过一次以后，服务器相关的数据目录就发生变化，因此，在网络好的时候选择achieve，可能数据仍是不完整的。
第二：交完作业以后，网络就断了，在这个过程中作业因很多原因死了，cpu利用率为0，此时如果网络好了，在连接服务器，状态不
是完成状态，所以可能一直是runing状态，因此不会有结果。
如果服务器和客户端是一个机器，也可以发生第二种情况。
27、请问：
在CASTEP计算中，k point设置不同，对计算结果有什么影响？ k point设置表示什么？
如设置为4乘4乘4，和设置成9乘9乘6有什么不同，区别在哪？
答：很难一般地回答，只能给出一般建议。注意：一定要检查k网格，首先用较粗糙的网格计算，接下来用精细的网格计算。通过比
较两次的结果，决定选用较粗糙的网格，或是继续进行更精细网格的计算，直到达到收敛。金属体系需要精细的网格，绝缘体使用很
少的k点通常就可以。小单胞需要精细格点，大单胞很可能不需要。因此：单位晶胞内原子数很多（比如40-60个）的绝缘体，可能仅
需要一个（移动后的）k点。另一方面，面心立方的铝可能需要上万个k点以获得好的DOS。对于孤立原子或分子的超晶胞，仅需要在
Gamma点计算。对于表面（层面）的超晶胞计算，仅需要（垂直于表面）z方向上有1个k点。甚至可以增加晶格参数c，这样即使对精
细格点，沿z方向上也只产生一个k点（产生k点后，不要忘记再把c改回）。
k点主要是用来积分计算用的例如对于连续的波函数，实际的计算是无法采用基于函数的表达式进行计算，而是基于离散数据进行计算，所以需要将空间进行划分，如果空间中的离散点划分得越细，那么最后通过数值积分得到的结果就越接近体系的真实情况，如果空间的划分越粗糙，计算的结
果越不准确。k点面实际上就是在倒易空间按照a，b，c三个方向进行划分
因此用三个数值表示k点面，第一个数值越大，说明沿着a方向的数值积分点数越多，计算精度越高。在实际计算中，需要进行测试，一般是逐渐增加k点数，计算能量收敛曲线。
对于表面相关计算，k点面中第三各数值往往取较小，一般为1或2，就是不考虑z轴方向上的周期性。
28、请教：
运行DPD模块，如果运行了1000步，结束后，想继续运行下1000步，怎么办？
是要重新setup中，设定2000嘛？有办法让他在1000步基础上继续运算嘛？
答：Restarting a DPD run
At the end of a DPD run and at specified intervals during the run, DPD saves a restart data file,.Dpd_rst.This
file is downloaded at the end of the run and contains the positions and velocities of all the beads.It enables you
to restart the simulation from part way through or at the end of the previous DPD run.To restart a simulation
1.Select the mesoscale trajectory document from the run you wish to restart.2.Choose Modules | DPD | Calculation from the menu bar.3.Load the parameters from the run you wish to restart, by double-clicking on the associated Settings file
in the Project Explorer.4.Check Restart.5.On the Setup tab, choose whether to Reinitialize averages.6.Change the length of the run.Note.The time step counter is not reset between simulations.Therefore, the restarted DPD simulation will run for the Number of steps specified on the Setup tab less the number of steps already completed.7.If desired, specify new output options, simulation conditions and interaction parameters.8.Press Run.Note.The Restart checkbox is enabled only if a restart file is present.However, this file cannot be seen in the
Project Explorer window.You can use the Windows Explorer to verify that the file exists.Note.When you restart a simulation you can modify some parameters such as the length of the run, output period
options, simulation conditions, interaction parameters, etc.However, others, such as simulation cell size, grid
spacing, cell contents, etc., must remain the same as they were before the restart.These options are disabled when Restart is checked.勾选 restart
在点中最后那个.xtd图形文件的条件下,run 你举的例子应该把步数改为 2000
29、求教CASTEP中几何优化问题
1.几何优化可以在多大范围内改变原子的位置啊？感觉每次优化后的位置调整不是很多啊？
2.大家在算能带和态密度的时候的时候是用单点能计算给出能带还是几何优化给出能带啊？
另请问WINDOWS版的KEY和LINUX版的KEY能不能混用 求一个MATERIAL STUDIO 4.0的LINUX版本的KEY一个 QQ29988789 十分感谢
答：问题1
几何优化的目的是寻找压力最小的几何结构，原子位置改变不多是因为你建的构形比较合理，比如直接从软件数据库中导入的结构在
0压力下改变很小，如果加个压力就会变化大一些。
问题2
一般都是优化的时候算，如果你想算特定构形的能带或其它性质，就可以用单点能；
30、请问CASTEP计算氧化物磁性,例如CuO的,Modify--------Spin里怎么设置? Dmol 计算自旋设置时,Multiplicity设置为Auto是系统自动寻找自旋多重度
吗?Multiplicity是设置Auto好,还是设置具体的值好?
答：Multiplicity设置为Auto是系统自动寻找能量最低、最稳定的自旋多重度
31、请教关于MS castep的几个问题
希望各位大侠帮忙，计算表面过程中，计算成功，但是castep结果中提示
----------<--SCF SCF loop Energy Fermi Energy gain Timer <--SCF energy per atom(sec)<--SCF
----------<--SCF Initial-1.24983546E+004 5.76278315E+001 55.44 <--SCF-1.59703259E+004-1.69750335E+000 2.89330938E+002 197.97 <--SCF
Warning: There are no empty bands for at least one kpoint and spin;this may slow the convergence and/or lead to an
inaccurate groundstate.If this warning persists, you should consider increasing nextra_bands and/or reducing
smearing_width in the param file.Recommend using nextra_bands of 11 to 24.-1.62762609E+004-6.23532889E+000 2.54945870E+001 356.62 <--SCF
Warning: There are no empty bands for at least one kpoint and spin;this may slow the convergence and/or lead to an
inaccurate groundstate.If this warning persists, you should consider increasing nextra_bands and/or reducing
smearing_width in the param file.Recommend using nextra_bands of 11 to 24.要在表面上吸附小分子，如H2，或者CO，可以选择不同的位置，比如top, bridge, 等，但是如何确定具体每个原子的position?
直接根据原子半径按照几何知识来计算吗？另外在计算表面吸附total energy的时候，是否选择上“optimized cell” ? 如果不选择，就应该是每个原子的位置保持固定，那么如何知道所确定的吸附原子的位置是对的呢？ 进行计算时选择上“spin polarized”, 对于不同元素，其参数如何设置？“initial pin”和“charge”。
答：A、你把empty band里的空带数目增加试试或者减少smearing 的数值，这两个办法都可以增加精度。
你先把晶胞优化完成后再算吸附，只是注意两次计算所用方法要一致。确定原子的position是要根据能量高低来确定。
B、第一个文标题： 从他提示的关键词来看
NEXTRA_BANDS
This keywords controls the number of extra bands in addition to the number of occupied bands.These extra bands are
necessary for metals or finite temperature insulators.The default value for this parameter is 0.SMEARING_WIDTH
This keyword determines the width of the Fermi-surface smearing if the system is being treated as a metal.因为不知道你的具体物质，所以我猜测有两种情况，一是你的结构有问题。二是因为你的结构的特殊性，所以你默认的设置计算是不
可信的，就如提示而言。如果你的结构没问题，你可以按照提示调整一下参数算一算。
.param为后缀名的文件里，有以上两个参数，你打开调整一下，然后计算你调整后的文件，就是点Files，然后Run Files。如果你调
整后没有提示，就说明你的结构需要调整参数。
第二个问题
原子在表面吸附就那么几种位置，你都要计算试一试，找到能量最小的吸附位置。至于吸附原子放在什么位置，你可以通过原子半径
计算，这样计算能加快你的收敛速度。如果不是计算，而是大致放个位置，收敛就和你放的位置有关，如果放的位置很接近收敛位置，就会很快收敛。因为这这两种方法最终的计算收敛后，他们的位置应该是一样的（误差范围之内）。至于计算表面吸附total
energy的时候，是选择“optimized cell”还是固定表面，我看文献上这两种都有，因为这要和你计算的体系有关，如果体系不是很大，应该选择optimized cell，这样更近现实验情况。
第三个问题，initial Spin设置，MS提供两种方法，你可以参考。
There are two ways of defining the initial magnetic configuration: either specify the total magnetic moment per unit
cell, which gets uniformly distributed over the space, or provide detailed information on the absolute values and
direction(up or down)of the spins for each atom in the unit cell.The former method can be used for relatively
simple systems where only two solutions are expected(magnetic and non-magnetic).The latter method, which specifies
the spin state of the atoms in the system, is more general and gives much more flexibility.It is possible to set up
ferromagnetic, ferrimagnetic, or antiferromagnetic calculations to get different starting spin arrangements.不过我记得好像他们公司说过，一般formal spin都可以，除非是计算一些磁性物质，比如Fe、Co这种。目前我都是默认。至于
charge就是系统的电荷，如果不带电就是0，实际是多少就是多少。
自己的一点拙见，仅供参考
C、问题3
MS中的帮助文件中的内容是：
The initial value of the spin moment is quite important for spin-polarized calculations.It should be as close as
possible to the expected value.You can evaluate the spin moment using the high-spin approximation combined with
formal charges.For example, if there are ten Fe3+ ions in the system, you assume that each of them has a valence
electronic configuration of d5(the neutral configuration is s2d6)which corresponds to five unpaired electrons per
Fe ion.The initial spin value for the CASTEP calculation is therefore fifty.我如果计算Ni，s2d8 应该是2个 unpaired electrons, 所以，设置2*supercell中的Ni个数，对吗？
D、通常磁性物质需要考虑spin是因为体系中有unpaired electrons。所以spin=unpaired electrons+1，是根据有无未配对电子设置
。你可以几种都试试，以能量低的为准。
E、从帮助的说明来看，应该是设置2*supercell中的Ni个数
另外就是注意你是周期性系统，边上、角上的原子不能算做一个原子，可能有的只是半个会四分之一个。
F、1 这样的提示我在计算掺杂Eu的体系中也见到过,当时也增加了empty bands,另外smear值有人说调大有人说调小,反正我都试了试 ,效果都不是很好.我想可能是结构的原因,结构如果不合理的话其他调整不是那么明显.另外也想补充个问题:我发现跟我没有调整这两个参数的计算结构比较,无论是band structure还是dos结果都有变化,不知道那样才是
合理? 我看到一些资料表面吸附时,通常的做法是把结构先optimized cell,然后用优化后的结构参数吸附分子模拟.位置先估计一下,然
后限制下层原子位置,表面的可以弛豫.“spin polarized”的设置我就没怎么接触过了,看lz提供的ms帮助,受教了,谢谢
G、第二个问题：
吸附时每个吸附位都要考虑，而初始位置到底是怎么样的，一方面要看文献有没有类似的计算，另一方面就是经验的问题了。
在晶胞优化的时候才选上“optimized cell”，而在计算表面吸附的时候是不能选的。至于固定几层原子，这和你的体系大小有
关，一般来说体系越大就可以多固定几层，体系小就少固定几层，固定原子越多，计算效率就高，花费时间相对就较短，这与你的初
始构型也是相关的，构型好计算就快。如果是在不知道固定几层，就参考文献值，总不会错的，或者固定一半（小体系）或三分之二
（大体系）。
F、总结一下：
问题1
基本上是找到了问题，而且必须解决，通过软件的提示和大家的讨论，可以增加bands或者减小smearing，我会先试试减小smearing，看看结果如何
问题 2
看来大家大多数认为在吸附的relax过程中不选择optimized cell，原子的位置靠几何计算得到。我先这样试试，但是我还有一点疑
虑，就是如果不选择optimized cell，吸附分子或者原子的位置是不是就保持固定了呢？csfn认为位置也不是保持固定，大家有经验 的可以谈谈。我算完之后其实测量一下就知道到底固定不固定了：）
问题3
争议还比较大，不设置，保持默认，但是默认的initial spin是0，这样不知道对不对？设置spin=unpair electron+1，这个不知道是什么意思？有没有具体文献。按照帮助文件设置，但是要考虑计算中超胞中很多原子是共用。
I、问题2
“但是我还有一点疑虑，就是如果不选择optimized cell，吸附分子或者原子的位置是不是就保持固定了呢？”
这个我应该说可以肯定的，吸附分子或者原子的位置是没有保持固定的，但是你的的单包的体积和形状是改变的，假设你是a，b，c
为10，10，10的边长，优化过后，还是10，10，10。但是你选择“optimized cell”，你会发现变化，可能是9，9，9或者是11，11，11，就是说这个盒子的边长，体积等都在变化了。那么不管你选择还是不选择这个选项，你的原子都是没有固定的。固定的只有
两个情况可以固定，一个是对每个原子采用了固定的设置，这个是一个小技巧，你不去操作是不会自动加上的。第二个是你选择任务 的时候，没有选择结构优化的任务，比如算能量，那么这个时候结构不优化当然原子坐标不变化。应该是比较清楚了吧 这些我是可
以肯定的，不大信的话，你可以做一个小体系测试嘛。
问题1，和问题2，你自己判别了，好像不是什么问题了。总之这个软件是比较智能化了，只要你的结构设置合理，吸附的位置放置合
理，不太离谱，一般来说计算采用它的默认设置都是比较好的。
J、spin=unpairi electron + 1，是来自量子化学或者第一性原理计算本身，说明书中不会有介绍。可以参看原子物理学关于角动量
耦合的章节或者读读潘道凯的物质结构。实际上spin=从1到unpairi electron + 1的所有可能值，这是因为实际上我们事先不能肯定
它们已经配对。到底最终选择哪个数值需要看能量确定。在CASTEP中考虑spin主要是因为需要处理掺杂、磁性、以及吸附离子等电子
没有完全配对的情况。
K、我讲讲我做化学表面反应计算的步骤吧： 晶胞优化；就是搭建你要的基底晶胞并进行优化，这个时候选中optimized cell，这时会给你优化的晶胞参数，以后就不要在去管
了； 切面：一般是切低指数表面，优化表面后计算表面能.表面切几层，这要根据实际情况分析，我上面说过，层数越多计算量越大，同时还要看你固定几层，这个楼上的说得比较详细，只是我看了下文献，好像两个表面的比较少。一般表面能越低，表面越稳定。吸附：把吸附原子或分子放到目标基底上，这个初始结构很重要，给得好则很快收敛，否则收敛很慢甚至不收。初始构型也要多方
面考虑，各个吸附位各种吸附构型还有不同基底等等。
一般最好是先算构型优化，再算能量及DOS等其它性质，计算速度要快一点吧。至于其它参数例如自旋（看你的体系有没有单
电子）等的设置，一般参考文献就好。
L、这些问题已经基本解决,谢谢大家关注!
问题1, 改变empty band的值,按他的要求设置到11-24,就可以解决,但是单纯减小smearing的值似乎解决不了...问题2 uncheck 'optimized cell"
问题3 好像这个参数并不是影响很大,因为这只是个初始值, 欢迎大家继续套路讨论这个问题,有什么经验的说说吧
M、问题1
我也碰到过这样的问题，一般只要按提示要求改一下空带个数就可以了
问题2
一般是先优化胞，再切表面，加上吸附原子，再优化，第一次优化要选optimize cell，第二次不选,一般要固定最底层的几层原子;
加原子时，如在bridge时，与表面平行的方向上的坐标为表面上两最近邻原子的中点，垂直方向上自己根据实验值或其它的估计，估
计不好就多算一会，top位置就在表面原子的正上方;问题3
一般算的胞的所有原子的电子个数和是奇数是选spin polarized，偶数时不选;算磁性的时候就看情况了，那两格参数一般不用设置，如果不是带电体的话
【转帖】Materials-Studio 论坛问答全集（精选众多论坛讨论贴）4
32、怎么可以计算比较准确的扩散激活能？用TS RESEARCH 算的时候所有的基体原子都不能移动，与实际过程不同，得到的激活能准
确嘛？有什么方法可以解决这个问题嘛？
谢谢赐教！
答：A、做表面相关的计算不能优化cell把，如果优化cell的话基本上是算不了了
表面＋真空层，晶胞体积太大，算不动的。
一般是先优化晶胞的平衡构型，然后在切表面，在进行相应计算
B、谢谢各位的建议！可是我想算体扩散，比如在H在Ti中的扩散，先优化含氢的一个构形，再优化另一个构形，可是它要求所有基体
原子不动，只有扩散的原子运动，所以优化的时候就得让基体原子都不动，我不知道这样算的结果是不是合理
C、体扩散应该难度不大，个人认为远离H的原子可以固定，在H附近的原子不能固定，要不然结果可能不具有可信度。如果不好确定H 附近的原子，则建议全部不固定。
D、楼主说的有点像渗碳 渗氮。这是一个扩散穿质的过程，解一个二阶偏微分方程，解的准确性关键在一些系数的选取，像扩散系数
D。不知道第一性原理能不能算这种很具体的系数。
33、请教DMol3 Calculation 出现的问题
我是新手，DMol3 Calculation 点Run后出现一个对话框
Failed to create job for the server: DMol3.No default location defined for server DMol3.Use Server Console to specify a gateway.答：A、网关没有启动，或者被防火墙拦截了。
如果是winxp系统，把系统防火墙关闭，如果还有杀毒软件的防火墙，第一次运行，要允许Apache.exe等访问网络
还有一个可能就是你安装的只是客户端，而没有安装服务器段
如果全部都安装的话，第一次运行你可能没有让网关启动。
B、根据我的经验如果在安装的时候没出什么错误的话是不用重装的，这可能是serve console里面出错了，你试试把以前的sever删
掉，再新建一个，选服务器（如果是自己的机子就输入你的计算机名），在这之前确保网络是通的，防火墙关掉（WINDOWS自带的也
关掉），装完之后test一下。如果这样不行的话，你可以在cmd命令行中输入：ping IP地址，看一下网络是否是通的；ping 服务器
名字，看一下名称解析是否有问题。出现这种问题往往是由于网络的问题，比如在运行任务的时候，修复一下IP地址，马上会出现问
题。奇怪的是在服务器是自己的电脑的情况下，在新建SERVE 的时候也必须关掉防火墙。
C、可如果有防火墙的话,到防火墙里面开启相关项如Apache.exe,alg,lmgrd,perl,msi等,看看行不
34、请问能在castep中得到内聚能吗?怎样得到,请高手指教,谢谢 答：1。如果是结合能，castep和dmol都可以算
dmol能直接给出结果，在outmol文件中。
castep得自己算。
算法：晶体的总能量(final energy)－（N1×晶胞中原子1个数原子＋N2×晶胞中原子2个数原子＋。。），就是原子成键后导致
体系的能量下降。
原子的能量在.castep文件开始算赝势的地方找。
35、请教MS中切面几何优化和原子之间的配位
1.我用MS-中DMol3切面做几何优化，假如主族氧化物A2O3,切三层，五层，七层，分子式分别为A8O16,A16O28,A24O40,五层优化始终
不收敛，设置自旋激化，和无自旋激化都试了就是不收敛，其他都是默认值。请问应该怎样设置？为什么？
2.体相O是四配位的，A是六配位的，切面时第一层是O第二层是A出现两种情况，一种O是两配位，A是六配位,另一种O是两配位，A有
四配位和五配位，做吸附气体小分子哪种切面好，为什么？
谢谢指教
答：A、你看一下你的输出结果，看一看他的收敛程度
如果没有收敛，那就改变一下结构试一试
如果一直是往收敛的方向走，那就增大一下SCI cycles 试一试
也许在多进行几步SCI 就可以收敛
第二问题，这两种情况你都要计算
进行比较，找出最有利的吸附构型，具体那个面容易吸附
积要看你的吸附体，也要看你的吸附质
不同的物质不一样
一般情况下，容易发生在晶面间距较大的面
B、SCI设置为1000轮了,就是每次几何优化第九轮时自洽迭代不收敛,一会儿变小,一会儿变大,不收敛.Smearing为０.００５或０.０
１都试了不收敛．还可以调什么参数？就是想计算表面能看选五层还是七层就可以,选层方面有其他方法确定吗?
选１００面晶面间距是较大，吸附小分子ＣＯ，ＮＯ，ＮＯ２，Ｎ２Ｏ，Ｈ２
ＣＨ４等应该选哪种面？
C、如果这样，五层每次都是第九步不收敛，我觉得可能有一下几方面原因，（自己的拙见，仅供参考）：
一、再检查一下你的结构是不是有问题，七层都可以收敛，说明你的计算机是满足要求的。不会能因为内存不足等原因。建议你先用
半经验优化一下，然后再用Dmol优化，这样l优化后的结构Dmol再优化会收敛快一些，也比较容易收敛。
二、循环次数你已经增大了，如果是你说的一会变大，一会变小，那就是结构在震荡，也有可能说明这个表面结构就是不稳定的。
如果不行，只能调节收敛精度了。
至于选层，没有什么具体要求，一般都是3－6层，这样要你自己计算，一般都是把基层都优化以下，看看表面结构影响到几层。比如，你有优化的3层，4层结构，发现第三层、第四层对表面影响很小，计算到第三层就可以了。
至于吸附，选什么面。一般情况下首先晶面间距较大的面。但也要具体问题具体分析。比如对CO，一方面看表面是C吸附，还是O吸附，还要看是金属吸附还是O吸附，他们会选择最有利于吸附的晶面。比如是金属吸附C，那就会选择含金属原子比较多的面。
D、跟smearing 设置有关，你可以试一下
smearing从小逐渐增大，就收敛了。不过smearing太大，最后优化的构型可能会有问题。DMOL优化不收敛，一般得设置smearing，你
可以看outmole文件，里面如果不收敛的话会有体系你修改什么参数的。
好运
36、请教用MS计算半导体氧化物的能带时怎样设置路径?
用MS计算半导体氧化物的能带时,More按扭里有K点Path给出有G(0 0 0),F(0 0.5 0),Q(0 0.5 0.5),Z(0 0 0.5),B(0.5 0 0).其自动的路径是Ｇ－Ｆ－Ｑ－Ｚ－Ｇ，但是得到的能带很乱，请高手指点怎样设置路径能够好些？
答：A、实际能带结构应该是4维图像，而从对称性来考虑，我们关心的仅仅是一些高对称点之间的能量分布，所以一般的结构都是给
出的2维图像。再者，通常意义上能带结构中k-point的数值只有相对的意义。
能带关系就是E_k关系，所以如果在CASTEP中把能带图export成数据格式的话，看到的两列数据分别是k和能量。k对应的数值
如何理解，这个好像不同软件包做法并不一样。CASTEP中将所选的所有bandline也就是kpoint-path的长度定义为一，不同区域的宽
度(kpoint-path)对应两个高对称点的相对距离。
如果你使用的是Castep自己默认的，那么他确认的都是高对称k-point，得出的图像E和K-point应该是对应的。你可以自己设
置，但是这样计算，你的出的DOS是不可用的。
你检查一下你的模型是不是有问题
最好能够把你的图传上，这样好分析原因
B、最后的方法就是所有的点都两两相邻，比如系统有G，X，M,R四个点
路径如下G－X－M－G－R－X－M－R所有的点都两两相邻
这样反应能带的信息更全一些。
37、请教MS里面的图怎样复制到WORD里面来?
我在MS计算出的图中点复制,然后在WORD 里面粘贴出来的 是一些数据，请问改如何操作呢？谢谢
答：
1、你可以利用这些数据在Origin里作图，这种方法你可以调解坐标轴，坐标。然后把Origin里的图拷贝到Word里。
2、利用MS的File菜单下的Export，将你要的图形输出为图形，好像只能输出为bmp格式，然后插入到你的Word里
3、就是利用一些抓图软件，我常用的是UltraSnap，通过抓图软件将你要的图形粘贴到Word里
38、请教
主族金属氧化物切面做吸附小分子要不要考虑自旋极化? 不吝指教
答：A、这个不好说
要看你计算什么物质
自旋极化对他们有没有影响，如果有影响必须考虑
如果没有影响，或影响很小，可以忽略
B、假如A2B3,是主族的,切面三层分子式为A6B12,五层A12B21,七层是A18B30,都不是A2B3的整数倍,考虑自旋极化,五层七层不收敛,是
不是不用自旋极化?
还有要是不用自旋极化,如果做吸附NO,NO 分子有单电子那要不要考虑自旋激化? 谢谢指点!
C、不收敛和用不用自旋极化应该没有关系，不收敛应该检查Cut-off energy、smear、Band数、体系是否合理等问题
39、请问各位大侠，在很多文章中都可以看到电荷密度图
这是怎么来的？
如何在CASTEP中实现电荷密度图示？？？？
答：A、电荷密度图在ms里面是很容易实现的，首先你在选择计算任务的时候，找到电荷密度的单词，然后选中进行计算。
算完以后，你在分析的时候，选择分析电荷密度，就可以看到电荷密度图示。既可以调节2d也可以看3d的图。
如果你是vasp算的电荷密度图，那么就要程序转换成ms认识的格式，才能导入到ms里面看了，一样是2d和3d都能显示。如果你用
lev00处理，当然也行，那就是origin直接画图，一般可能是等高图多。
B、view--->toolbars--->volume visualization, 可以调出creat slices,这样就可以选择2D 的electron density，然后选中这个
slice，在properties中修改 slice crystal direction(修改所取面的晶向)，修改slice fractional postion(修改你所取的面的确
定位置)，然后从工具栏选择color map, 即可得到想要的面的电荷密度
40、关于价态的问题
我算了一下TiO2的结构
但是它给出的结果如下：
Species Ion s p d f Total Charge(e)
================ O 1 1.87 4.79 0.00 0.00 6.65-0.65 O 2 1.87 4.79 0.00 0.00 6.65-0.65 O 3 1.86 4.78 0.00 0.00 6.65-0.65 O 4 1.86 4.78 0.00 0.00 6.65-0.65 O 5 1.84 4.80 0.00 0.00 6.64-0.64 O 6 1.84 4.80 0.00 0.00 6.64-0.64 O 7 1.84 4.80 0.00 0.00 6.64-0.64 O 8 1.84 4.80 0.00 0.00 6.65-0.65 O 9 1.84 4.78 0.00 0.00 6.62-0.62 O 10 1.84 4.78 0.00 0.00 6.62-0.62 O 11 1.84 4.78 0.00 0.00 6.62-0.62 O 12 1.84 4.78 0.00 0.00 6.62-0.62 Ti 1 2.24 6.25 2.23 0.00 10.72 1.28 Ti 2 2.24 6.25 2.23 0.00 10.72 1.28 Ti 3 2.21 6.24 2.24 0.00 10.69 1.31 Ti 4 2.21 6.24 2.24 0.00 10.69 1.31 Ti 5 2.25 6.26 2.18 0.00 10.69 1.31 Ti 6 2.25 6.25 2.19 0.00 10.68 1.32 Ti 7 2.25 6.26 2.18 0.00 10.69 1.31 Ti 8 2.26 6.27 2.17 0.00 10.70 1.30
理论上说：Ti应该是＋4价，O是－2价，为什么才是－0。6和1。3多呢？
希望高手指教
答：A、你说的是一个分子式 的价态，而计算的结果是一个晶胞上每个原子均匀分得的电子量是晶胞能量最低的优化结果，从计算结
果可以看到即使是同一个原子价态也不同，这是由于各个原子在空间分布不同。
B、离子键或者共价键之类的吧,共用电子的程度不同.另外也顺便有个疑问:改变某原子的电荷在计算中有影响吗?
C、这个是否与你定义的原子的半径有一定的关系，如果你定义的O的原子半径大，则所带的电量就大，反之亦然。不知道MS里面是不
是这样，不过VASP里面是这样的D、前面说的是设置问题
关于你说的计算结果，理解是这样的：
以O1为例子
Species Ion s p d f Total Charge(e)======================
O 1 1.87 4.79 0.00 0.00 6.65-0.65
计算以前O1的电子结构是 2s2 2p4，Total ＝6（e）
计算后O1的结构变为2s1.872p4.79，Total ＝6.65（e）
-0.65 表明优化以后，O1得到0.65（e）
E、如果考虑的是纯离子，当然就是＋4和－2了。
但是由于Ti和O之间形成共价键，价带不是完全有O原子轨道构成
而是有O原子和Ti原子轨道贡献构成。这部分贡献可以通过PDOS可以分析出来。
CASTEP中PDOS面积表示电子数。
也就是由于形成共价键，导致价带有Ti原子的贡献，当电子在价带上填充时
填充在价带中Ti原子所贡献的那部分态上的电子划归为Ti原子的电子，这样
由于价带不是纯O原子的轨道贡献，当然不可能得到2个电子，所以也就不可能是－2价。
如果Ti和O是纯离子，也就是Ti的原子轨道在价带上对O轨道的贡献可以忽略，这时候
才可能打到＋4和－2价。
由于Ti－O之间是共价键，所以O和Ti不可能为－2和＋4价。
第五篇：MS计算模拟实验报告
固体结构及电子态计算模拟实验报告
一、实验目的
通过实际操作初步地了解和掌握Materials Studio，特别是其中的Dmol3和Castep模块的工作原理和操作步骤。通过学习Materials Studio软件，能够自己独立地进行简单的固体结构模型的构造和相关电子结构的计算和分析。
二、实验原理
第一性原理的理论计算的主要理论基础是量子力学的基本方程和相对论效应，在第一性原理的发展过程中，相继提出了变分原理、泡利不相容原理、Hartree-Fock近似、Slater矩阵、关联相互能、密度泛函理论以及含时密度泛函理论等。其基本思路就是它的基本思想是将多原子构成的实际体系理解为由电子和原子核组成的多粒子系统，运用量子力学等基本的物理原理最大限度地对问题进行“非经验”处理。密度泛函理论现在已经成为计算凝聚态物理的重要理论基础，并被广泛应用于原子、分子、团簇、固体和表面的几何结构和电子结构的计算。
随着计算机的高速发展，使得计算物理成为可能。依靠高性能计算机强大的计算能力，市场上研发出了很多基于第一性原理计算（尤其是密度泛函理论方法）的软件包。其中最具代表性的就是Materials studio。其模块中的Dmol3程序是一个先进的密度泛函框架下的量子力学程序，它不仅可以模拟固体、表面、低维体系，而且能够模拟气相和液相。它可以计算体系的能量，能带结构，态密度，磁性等。
三、实验主要步骤
⑴ 建立α石英晶体：
①选择P3221空间群；
②确定晶格参数；
③加入Si和O原子，确定相关参数；
⑵ AlAs半导体能带结构及相关计算
①导入AlAs半导体结构，并选择单胞；
②在Dmol3模块中选择Calculation，设置能带结构计算的相关参数；
③计算完毕，选中得到的*.xsd文件；
④在Dmol3没款中选择analysis，选择Band structure后点击View，得到能带图；
⑤同理可以计算AlAs的电子态密度、电子密度等。
四、数据分析及实验结果展示
图为α石英晶体，其中黄色+是硅原子，红色+是氧原子。
如图是Materials studio 7 中系统自带的α石英晶体的空间结构。发现跟之前做的略有差别，结构图中还包含了Si-O键，其中各个原子在空间上的位置与上图是一一对应的。
为了画出系统自带α石英晶体空间结构图的效果，需要对图形做一些修饰。右击背景选择Display Style 可以对atom和lattice的样式作出修改。
在菜单build中选择bond，画出Si-O键后，与系统自带的标准图就十分相似了。
左图是AlAs空间结构图；右图是AlAs在单胞中的空间结构图。
如图，是通过Dmol3模块计算得到的AlAs能带结构（纵坐标的能量单位是Hartree，1Hartree=27.2eV）。从图中可以看出AlAs的价带顶和导带底之间存在一定宽度的能隙，宽度大约为0.1Ha（2.2eV），能隙宽度正好是半导体材料范围，所以从能带中可以看出AlAs材料是一种半导体。
如图，是通过Dmol3模块计算得到的AlAs电子态密度图。电子态密度图在-0.4-0.35Ha之间有一个峰，在0-0.1Ha有个谷，基本上和能带结构相吻合。
如图，是通过Dmol3计算得到的电子密度图。
五、体会和评论
Materials studio作为一个成熟的商业化科研软件，的确非常好用，大量的图形界面便于初学者快速上手。因为研究方向相近（分子动力学模拟）的缘故，平时也经常需要进行大量运算，所用的软件为Gromacs和NAMD。由于都是开源软件，其使用起来就没有那么方便，都需要在Linux系统下通过命令行来完成任务，图形显示也需要借助第三方软件才能完成。分子动力学模拟的理论基础是牛顿第三定律为中心的经典力学，研究原子之间的相互作用，整个体系通常会包含几千甚至几万个原子。而第一性原理计量是基于量子力学，虽然研究的体系相对小，但是计算量也非常大，对于较为复杂的系统单单依靠PC端是无法完成的，所以特别了解了下，Materials studio也有Linux系统下的版本，支持多核多节点运算。
分子动力学模拟在生物领域也有很大的应用，可以模拟多肽、蛋白质、甚至一段DNA。随着纳米材料的兴起，生物大分子与纳米材料相互作用，也成为一个热门领域。可以借助Materials studio强大的建模模块，构造出想要的纳米材料，再讲生成的纳米材料参数输入分子动力学模拟软件，两款软件可以配合使用。
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