宏剑Materials Explorer

Materials Explorer（下简称ME）是由日本FUJITSU公司开发的一种高效的商业化的多用途分子动力学（MD）软件包，适用于Windows操作系统的个人计算机和Linux系统的集群式计算机。ME 软件功能非常强大，可以用来研究有机物、高聚物、生物大分子、金属、陶瓷材料、半导体等晶体、非晶体、溶液，流体，液体和气体相变、膨胀、压缩系数、抗张强度、缺陷等。              

1.基本用户导向模块

ME的基本用户导向模块，它提供建模、结果分析等用户工具界面。作为ME的基本模块，它整合各种计算引擎和物性预测模块进行统一界面下统一管理。用户可以基于研究目的随意整合各个模块，提高工作效率。

2. 建模

ME具有较强的建模功能。ME 可以使用户在操作界面当中进行晶体结构的建立、编辑等工作。根据建模需要，可以建立缺陷、原子置换、原子插入等编辑，并可方便的建立、修改超晶胞、表面和界面等。

3. 计算模拟

3.1 模拟条件

 使用Parrinello-Rahman-Nose方法的NEV，NTV, NPH以及 NTP 对于键的限制的SHAKE和MATRIX算法
周期边界条件
研究异相系统（气-固界面，固体颗粒边界等）
多种分子模型：potential，rigid body，bond constraint，united atom model
使用Parrinello-Rahman 和 Nose 方法进行温度和压力控制分子动力学模拟
初始驰豫——阻止在液体和非晶模拟中的爆炸
外场：静电场，磁场，重力场，包括球和弹性能力校正
电荷确定工具——确定分子的原子电荷
轻松建立随机多组分液相或气相系统；
轻松进行分子模拟，从而研究晶体或外延生长，表面吸附和表面破坏；
利用复制，剪切和粘贴功能建立带有缺陷和杂质的模块系统
3.2 选定力场

ME的势能库包括适应于很大范围的原子－原子之间的势能函数和参数。提供及其丰富和强大的的势函数：势场数据库由大量高质量、已发表的势场，包括双体、三体和嵌入的原子模型，并可以单独设置内部某个确定原子的势；此外用户还可以自己为其需要而编辑自己的势值。

Materials Explorer软件中包含2Body，3Body，EAM，AMBER等63个力场可供用户选择。

4.  结果分析

4.1 三维原子轨迹

3D Atomic Configuration Module显示体系的快照、轨迹和动力学体系的动画。

4.2 图形曲线

Monitoring Module显示关于随着时间改变，温度、压力、内能和其它性质的2D图像的变化情况。

4.3 分析功能

针对于X-ray和中子衍射的干扰函数。
径向分布函数。
均方位移。
利用Voronoi多面体对材料微结构进行分析
研究体系包括高分子材料、生物大分子等物质的气体相变、膨胀、压缩系数、抗张强度、缺陷等。
热传导率分析。加强了多光源设定、材料特性显示、图像单元显示等可进行高效描述的图形功能。
5. 文件的读写

ME的数据文件主要有三种格式：*.bdl，*.inp，*.sim。

输入文件格式：*.bdl，*.inp。

输出文件格式： *.sim，*.inp。

6. 计算服务管理

ME 包含整合网络技术的作业管理系统。与独立的作业排队系统结合，能在远程计算机上自动处理作业调度、计算结果管理。这一可选的终端－服务器功能模块使得在矢量机或者对称多处理UNIX服务器上的高性能计算成为可能。