材料科学中的信息技术应用基础 课件 第10讲 VESTA软件在材料设计中的应用（上机）

计算机在材料科学中的应用第8讲本节内容：（信息技术在材料设计与结构分析中的应用）1.VESTA软件在材料设计中的应用（上机）2.材料科学中的其它材料设计与结构分析软件的概述VESTA软件在材料设计中的应用VESTA概述材料设计：应用有关的信息与知识预测与指导合成具有预期性能的材料。结构性能制备工艺第一性原理预测性能采用软件进行晶体建模VESTA（VisualizationforElectronicandSTructuralAnalysis）是由日本国立科学博物馆的KoichiMOMMA和京都大学的FujioIZUMI开发出的一款用于晶体结构和电子结构可视化的专业软件。VESTA功能十分强大，它可以非常简单地实现晶体结构建模、查看结构信息、调整晶体结构参数和显示外观，输出图片或转换数据格式等一系列功能。晶体结构建模晶体结构建模+材料性能设计VS基础性软件专业性软件结构导入（COD数据库导入，手动输入）化学键设置结构修饰结构测量和显示调整数据导出超胞与显示边界构建缺陷（空位，间隙）结构导入例1.在VESTA软件中导入LiCoO2结构COD数据库直接导入手动输入晶体学信息导入化学键设置例2.设置LiCoO2中的化学键1）选择成键原子2）设置化学键的搜索范围结构修饰例3.修饰LiCoO2结构对晶胞、原子和化学键的形式、显示、颜色和大小进行调整结构测量和显示调整数据导出POSCAR文件导出、cif文件导出和图片导出超胞构建与边界放大超胞构建边界放大构建缺陷空位间隙材料科学中其它材料设计与结构分析软件综述Rietveld结构精修软件Thermal-calc相图计算软件XPS分析软件Materialsstudio结构设计软件Rietveld结构精修软件

在给定初始结构模型和参数的情况下，利用一定的峰形函数来计算多晶衍射谱，同时利用最小二乘法不断调整晶体结构参数和峰形参数，从而使得计算谱图与实验谱图相结合，据此得到修正后的结构参数。1.Jade软件2.GSAS(GeneralStructureAnalysisSystem)综合结构分析系统FullProf软件TOPAS软件（全谱分析软件）HighScorePlus软件Thermal-calc相图计算软件Thermo-calc系统包含SGTE纯物质数据库、SGTE溶液数据库、FEBASE铁基合金数据库等多个数据库，还包括了600多个子程序模块。THERMO-CALC是由瑞典皇家工学院为进行热力学和动力学计算而专门开发的热力学相图计算软件，是所有各种热力学和相图计算的通用和柔性的软件包，建立在强大的Gibbs能最小化基础之上。THERMO-CALC软件可使用多种热力学数据库，特别是热力学数据库的国际合作组织ScientificGroupThermodataEurope（SGTE）开发的数据库。热力学模拟计算：相图计算（二元、三元相图，等温相图，等压相图等，最多可达到五个自由变量）；纯物质、化合物、液相和化学反应的热力学计算；Gibbs自由能计算；平衡、绝热温度的计算；平衡相图、非平衡相图、超平衡相图的计算；燃烧、重熔、烧结、燃烧、腐蚀生成物的计算；稳态反应热力学；集团变分法模拟计算；气相沉积计算；薄膜、表面氧化层形成计算；Scheil-Gulliver凝固过程模拟计算；卡诺循环的模拟；数据库的建立和完善等。XPS分析软件什么时候做XPS？怎么样分析XPS数据？X射线光电子能谱技术(XPS)是电子材料与元器件显微分析中的一种先进分析技术，而且是和俄歇电子能谱技术(AES)常常配合使用的分析技术。由于它可以比俄歇电子能谱技术更准确地测量原子的内层电子束缚能及其化学位移，所以它不但为化学研究提供分子结构和原子价态方面的信息，还能为电子材料研究提供各种化合物的元素组成和含量、化学状态、分子结构、化学键方面的信息。它在分析电子材料时，不但可提供总体方面的化学信息，还能给出表面、微小区域和深度分布方面的信息。另外，因为入射到样品表面的X射线束是一种光子束，所以对样品的破坏性非常小。这一点对分析有机材料和高分子材料非常有利。XPS分析软件1.样品表面1-12nm的元素和元素质量2.检测存在于样品表面的杂质3.含过量表面杂质的自由材料的实验式4.样品中1种或多种元素的化学状态5.一个或多个电子态的键能6.不同材料表面12nm范围内一层或多层的厚度7.电子态密度测量XPS分析软件Avantage软件XPS分析软件XPSpeak软件XPS分析软件CasaXPS软件XPS分析软件全谱识别谱峰比对&干扰识别功能分峰拟合功能XPS数据分析参考数据库Materialsstudio材料设计软件MaterialsStudio软件可进行构型优化、性质预测和X射线衍射分析，以及复杂的动力学模拟和量子力学计算，模拟的内容包括催化剂、聚合物、固体及表面、晶体与衍射、化学反应等材料和化学研究领域的主要课题。小结VESTA软件在材料设计中的应用

概述

晶体建模中的七项基本应用2