目次

ナノ材料の物性を精密に予測する Advance/PHASE

Advance/PHASE は、ナノテクノロジー研究開発を強力に支援する第一原理計算ソフトウェアです。

  1. 物質の電子状態を精密に解析したい
  2. 誘電率が大きい材料を設計したい
  3. 安価な触媒材料を設計できないだろうか？
  4. 表面修飾により、仕事関数はどう変化するだろうか？
  5. レアメタル代替材料を探索したい
  6. 高圧下で材料の性質はどのように変わるだろうか？

ハイライト

剛体のシミュレーションに基づいた分子性結晶の計算

指定された原子の組を剛体とみなし、そのトルクと重心に働く力を利用して緩和計算/分子動力学シミュレーションを行います。これで通常の緩和計算の場合時間のかかる、分子性結晶や表面への分子の吸着計算などを高速に行うことが可能となります。図は、途中で剛体(rigid body)ダイナミクスを利用した場合、収束性を大幅に改善したことを示しています。

NEB法による反応経路探索

Nudged Elastic Band (NEB) 法を用いて、始状態と終状態の原子配置が既知であるとして、始状態と終状態の間の中間状態の原子配置やエネルギーなどを隣接する状態間がばねによって結ばれているという拘束条件の下で構造最適化計算を行います。これで反応障壁や反応経路が求められます。

EELS スペクトル・シミュレーション

Advance/PHASE に、EELS（電子エネルギー損失分光法）のスペクトル を計算する機能が実装されています。 この機能により、実験結果とシミュレーションの直接的な比較が可能です。Core-hole の計算には、Advance/CIAO（Ver3.6より標準搭載）を用いて擬ポテンシャルを作成する必要があります。

溶液論との連成計算

Advance/PHASE に、溶液論と第一原理の連成計算である 3D-RISM-SCF 法 が実装されています。 分子・イオンの吸着サイト特定 や溶媒効果を考慮した電子状態計算が可能です。

Xeon Phi™ による高速化

Advance/PHASE Xeon Phi™ 版は、Intel 社のコプロセッサー Xeon Phi™ 用に チューニングを施し、大幅な高速化を実現しました。
大規模系の計算が容易に実施可能です。

　Xeon Phi™ は、米国およびその他の国における Intel 社の登録商標です。

お知らせ

  1. 第一原理計算ソフトウェア Advance/PHASE ユーザー様、国立研究開発法人物質・材料研究機構 高際 良樹 様が、 Advance/PHASE を用いた研究成果 を発表されました。
  2. 第一原理計算ソフトウェア Advance/PHASE ユーザー様、東京大学 高際 良樹 助教が、 Advance/PHASE を用いた研究成果 を発表されました。
  3. 第一原理計算ソフトウェア Advance/PHASE ユーザー様、岐阜大学 藤原 裕之 教授が、 Advance/PHASE を用いた研究成果 を発表されました。
  4. 第一原理計算ソフトウェア Advance/PHASE ユーザー様、東京大学 高際 良樹 助教が、 Advance/PHASE を用いた研究成果 を発表されました。
  5. 化学工業日報様（コンピューターケミストリーシステム）のニュースページで紹介されました。
  6. 第一原理計算ソフトウェア Advance/PHASE ユーザー様、東北大学 吉見 享祐 准教授が、 Advance/PHASE を用いた研究成果 を発表されました。
  7. 第一原理計算ソフトウェア Advance/PHASE ユーザー様、九州大学 宗藤 伸治 准教授が、 Advance/PHASE を用いた研究成果 を発表されました。
  8. 第一原理計算ソフトウェア Advance/PHASE ユーザー様、東海大学 犬島 喬 教授が、 Advance/PHASE を用いた研究成果 を発表されました。

Advance/PHASE の概要

  1. 密度汎関数理論に基づき、擬ポテンシャル法と平面波基底を用いた第一原理計算ソフトウェアです。
  2. 各種物性の計算値は、実験値をよく再現します。
  3. 金属・絶縁体・半導体・磁性体・誘電体・圧電体・ハーフメタル・有機材料・有機半導体等の材料設計に活用できます。
  4. 水素吸着など、表面の触媒解析が行えます。
  5. 周期表全ての元素の擬ポテンシャルがありますので、あらゆるナノ材料の設計ができます。
  6. 既存材料の分析だけでなく、新規材料の設計にもご利用できます。
  7. 結晶などの三次元系だけでなく、表面・界面などの二次元系や分子など孤立系の計算ができます。
  8. 付属のGUIプログラムで、入力ファイルの簡便な作成と計算結果の可視化が行えます。
  9. お客さまのご要望に合わせて、受託解析およびソフトウェアのカスタマイズサービスも承ります。

機能概要

  1. 全エネルギー
  2. 状態密度（DOS）
  3. バンド構造
  4. 分子動力学
  5. 原子に作用する力の計算・構造最適化
  6. 電子スピン分極効果
  7. 部分電荷密度
  8. 原子分割局所状態密度
  9. 層分割局所状態密度
  10. 射影状態密度
  11. ストレステンソル・弾性率（弾性定数）
  12. 光学定数（屈折率・反射率）
  13. 振動解析・フォノン分散
  14. 誘電関数（電子系および格子系）
  15. 圧電定数
  16. 仕事関数
  17. STM（走査型トンネル顕微鏡）像シミュレーション
  18. 計算ユニットセルの自動最適化
  19. van der Waals 補正
  20. 各原子あたりの電荷量の計算
  21. hybrid 汎関数を用いた計算
  22. DFT+U
  23. 非線形感受率
  24. X線光電子分光
  25. 第一原理分子動力学（NVE および NVT）
  26. 反応経路探索
  27. Effective Screening Medium（ESM）法
  28. Constant-μ 法
  29. スピン軌道相互作用
  30. BoltzTraP 連携
  31. Wannier90 連携
  32. 指定方向での原子構造最適化
  33. 電荷密度予測法・波動関数予測法
  34. LDOS・PDOS・EELS の non-SCF 計算
  35. 擬ポテンシャル作成プログラム CIAO 標準搭載
  36. BoltzTraP2（python/C++版）対応
  37. GUI（PHASE-Viewer）の大幅改良

3D 出力機能、高精細対応、使い勝手・ロバスト性の向上…など

バージョン情報

Advance/PHASE の最新バージョンは 4.3（2023年6月リリース）です。

新機能

GUI機能の強化

  1. プロジェクトの一括自動生成
  2. 分子性結晶における分子属性の自動判定
  3. グラフ作成ツールの改良
  4. リモートジョブ投入機能の増強
  5. 計算終了の原因に合わせるジョブ状態表示
  6. ファイル名・列名・変数名のヒント追加
  7. 文字サイズ調整・外観調整機能の改良
  8. macOSへの対応

MI機能のリリース

  1. データベース検索: 結晶構造、バンド図、EELS、相図等
  2. データマイニング: 鉄鋼・磁性・誘電・圧電・熱電材料等のマイニング（ユーザ定義可）
  3. 整合界面の作成: 指定した膜材料の基板候補の探索、指定した膜・基板材料で整合する界面の作成
  4. バッチ・モデリング: 表面吸着・点欠陥構造の一括作成
  5. 実験データとの比較：XRD・中性子回折パターンの計算
  6. 結晶構造ツール：構造類似性分析、新規結晶構造の予測
  7. 機械学習: 学習済みモデルを用いた第一原理計算結果の予測、モデルのトレーニング・指定した性質の予測

ソフトウェアの導入、カスタマイズや受託解析サービスのご相談は、下記の問合せフォームより、お気軽にお問い合わせください。

Advance/PHASE について

Advance/PHASE は、東京大学生産技術研究所革新的シミュレーション研究センターが実施した文部科学省次世代IT基盤構築のための研究開発「革新的シミュレーションソフトウェアの研究開発」プロジェクトおよび「イノベーション基盤シミュレーションソフトウェアの研究開発」プロジェクトの成果（ソフトウェア）をアドバンスソフトが商品化したものです。アドバンスソフトはこれらのプロジェクトに参加しソフトウェアの開発を担当しましたが、その成果を独自に改良して商用パッケージソフトウェアとし、販売保守を行っております。

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