BIOVIA Materials Studio


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第一原理計算による量子力学シミュレーションパッケージ

第一原理計算による量子力学シミュレーションパッケージ


BIOVIA Materials Studio Quantum Mechanics Package

概要

BIOVIA Materials Studio による量子力学計算

New in BIOVIA Materials Studio 2026

DMol3 と CASTEP を使い分け、分子から固体材料までを第一原理ベースで解析できます。

DMol3 Solver Pack は分子系と固体系の両方を柔軟に扱える密度汎関数量子力学計算を提供し、CASTEP Solver Pack は固体、結晶、表面の解析に強みを持つ平面波ベースの第一原理計算環境を提供します。
本パッケージは、触媒、無機材料、半導体、金属、電池材料、分子結晶などに対して、電子状態、結合状態、反応性、物性の理解を深めるための量子力学計算を実行できます。材料探索の初期段階から、構造起源の詳細検討まで、一貫した解析基盤として活用できます。

特徴

DMol3 と CASTEP の特長

対象系や知りたい物性に応じて、DMol3 と CASTEP を使い分けられる点が、この量子計算パッケージの強みです。

  • DMol3 の汎用性 BIOVIA Materials Studio DMOL3 Solver Pack は、有機分子、無機分子、分子結晶、共有結合固体、金属固体、表面など幅広い系を対象に、密度汎関数量子力学計算を実行できます。
  • 分子系と表面反応の理解 DMol3 は、分子の安定性評価、反応性の比較、吸着状態の理解などに有効で、分子設計や界面現象の検討を支援します。
  • CASTEP の固体材料解析 BIOVIA Materials Studio CASTEP Solver Pack は、平面波擬ポテンシャル法を採用し、半導体、セラミックス、金属、鉱物、ゼオライトなどの結晶・表面特性を第一原理ベースで解析できます。
  • NMR まで含めた物性評価 NMR CASTEP Parallel を併用することで、固体状態の NMR 特性まで計算対象に含めることができ、実験データとの比較検証を進めやすくなります。

構成

主な構成モジュール

BIOVIA Materials Studio DMOL3 Solver Pack

分子系と固体系を対象とする密度汎関数量子力学パッケージです。分子、分子結晶、金属固体、表面など幅広い対象に対して、電子構造や反応性の理解を支援します。

  • DMol3 ⬇
    • 有機分子、無機分子、分子結晶、共有結合固体、金属固体、物質表面などを対象に、密度汎関数量子力学計算を実行できます。反応性評価や吸着状態の理解、電子構造解析に適しています。

BIOVIA Materials Studio CASTEP Solver Pack

材料科学、固体状態、表面解析を目的に設計された量子力学パッケージです。第一原理ベースで結晶構造、電子状態、表面特性、固体物性の理解を支援します。

  • CASTEP Parallel ⬇
    • 平面波擬ポテンシャル法を採用し、半導体、セラミックス、金属、鉱物、ゼオライトなどの結晶や表面の特性を解明するための第一原理量子力学計算を行えます。
  • NMR CASTEP Parallel ⬇
    • CASTEP のアドオンモジュールとして、固体状態の NMR 特性を計算できます。結晶構造推定や実験スペクトルとの比較検討に有効です。

事例

関連する計算事例

DMol3 Solver Pack と CASTEP Solver Pack へ渡す前処理の重要性が分かる、結晶・表面系の事例です。

Quantum Mechanics Package の事例

表面スラブや欠陥モデルの準備を経て、DMol3 / CASTEP による第一原理計算へつなぐ流れが分かりやすい事例をまとめています。

結晶構造の表面スラブ作成

吸着・表面反応解析へ渡すための
スラブ前処理モデルを構築

結晶構造の表面スラブ作成

結晶欠陥モデルの作成

空孔・置換・欠陥濃度を変えた
比較用モデルを作成

結晶欠陥モデルの作成

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