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量子化学:什么是表面重构?
表面重构是指催化剂表面在特定条件下表面原子排列、结构构型或电子态密度的再组织过程。在电催化反应中,外加电位和电解质组成可引起电催化剂的表面形貌、晶相、化学价态和配位环境的变化。这些变化可以显著影响催化剂的活性和选择性,从而决定反应效率和产物分布。
Gaussian计算中的溶剂模型:显式与隐式
在现实化学反应中,几乎所有过程都发生在溶液中。然而,许多量子化学计算(尤其在Gaussian中)默认是在"真空"中进行的,也就是气相计算。这会导致能量、结构、反应势垒与实验值偏差显著。溶剂并非只是一个惰性的反应介质。它能稳定电荷分布、调节过渡态能量、改变反应通道在极性反应中,溶剂效应甚至能主导整个反应走向。
第一性原理:金属、半导体、绝缘体的区别与VASP模拟要点
在材料科学中,根据电子导电行为,材料可分为金属、半导体和绝缘体。这三种材料的差异主要源于其能带结构(band structure):价带(valence band)和导带(conduction band)之间的带隙(band gap)决定了电子是否能自由移动。
第一性原理:磁性材料的分类及计算方法
计算磁性材料主要用第一性原理方法预测电子结构、磁矩、磁有序等。主流软件包括VASP、Quantum ESPRESSO等,其中VASP是最受欢迎的商用DFT软件包,以精度高、功能全著称。
第一性原理:VASP计算中K点的选择
本文将详细介绍K点的概念、选择方法、在VASP中的设置以及收敛测试,帮助初学者快速上手。如果你正准备进行VASP计算,这部分内容希望可以为你提供一些实用指导。
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量化计算中如何理解化学反应的关键瞬间?—过渡态理论的起源与意义
我们在化学反应式中看到的变化,往往只是从反应物到产物的一条简洁箭头。但在这条箭头的背后,分子内部究竟经历了怎样的结构重组和能量转化?为什么有些反应能在常温下迅速完成,而有些却需要高温高压?为什么催化剂能显著降低反应活化能?又为什么某些反应会产生特定的构型或对映体?这些问题的答案,都隐藏在化学反应最关键、最短暂的一个瞬间——那就是过渡态(Transition State)。要真正理解反应机理,我们必须走进过渡态理论。它不仅揭示了反应的“能量路径”,更让我们在分子层面上看清化学反应的本质。
Gaussian如何计算分析HOMO-LUMO
HOMO:代表分子的“给电子”能力。HOMO 能级越高,分子越容易失去电子,通常对应亲核性,容易受到亲电试剂攻击。LUMO:代表分子的“得电子”能力。LUMO 能级越低,分子越容易接受电子,通常对应亲电性,容易受到亲核试剂攻击。
COMSOL仿真干货分享:如何通过二维平面创建三维对象
在有限元仿真建模中,COMSOL Multiphysics作为多物理场仿真工具,经常需将二维平面几何扩展为三维实体以贴近真实物理场景。本文结合科研实践,详细介绍拉伸和旋转两种方法的操作逻辑及参数优化技巧,助力大家高效完成三维建模。
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量子化学:什么是福井函数?
福井函数(Fukui Function)属于量子化学的范畴,它是概念密度泛函理论中的核心描述符之一。该理论由日本理论化学家福井谦一于20世纪80年代提出,用于量化分子中不同位置的化学反应活性,通过电子密度对电子数的偏导数来预测反应位点。量子化学作为研究分子结构、性能及反应机制的学科,其理论体系包含密度泛函理论等计算方法,而福井函数正是这些方法在反应活性分析中的重要应用。
量子化学中的激发态计算的原理与应用
激发态计算是量子化学中研究分子吸收能量后电子跃迁至较高能级状态的重要方法,其核心在于分析激发态的能量、结构、光谱性质及反应活性。
软硬酸碱理论-描述“酸与碱的匹配规律”
传统的 Brønsted 酸碱理论和 Lewis 酸碱理论虽然为我们提供了化学反应的基本框架,但仍不足以解释许多键合偏好与反应选择性。为此,Pearson于1963 年提出了软硬酸碱理论(HSAB),以一种更接近“电子结构直觉”的方式描述酸与碱的匹配规律。
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