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2.2.1 Material Studio
Materials Studio是专门为化学及材料学领域的研究者开发的一款用来进行材料模型构建和简单的数值计算并可运行在PC上的模拟软件。它可以帮助解决分析化学或材料工业中的一系列重要问题。Materials Studio支持Windows 98、2000、XP、Win7、 NT、Unix以及Linux等众多操作平台，它可以让化学及材料科学领域的研究者能够更方便更快捷地建立材料的三维结构模型，同时对各种晶体、无定型以及高分子材料的物理化学性质和相关反应过程进行深入的研究。
集成了多种先进算法的Materials Studio如今已成为了研究人员手中的一个强有力的模拟工具。算法的先进性以及操作的简洁性，使得Materials Studio软件可以让任何研究者达到可拥有与世界一流研究部门相匹敌的材料模拟能力。无论是进行结构优化、反应计算以及X射线衍射分析，还是进行复杂的动力学模拟或量子力学计算，研究人员都可以通过Material Studio中的简单易学的操作方法，从而得到所需的切实可靠的计算数据。
2.2.2 VASP
VASP(Vienna Ab-initio Simulation Package)是一个利用赝势缀加平面波基矢来对材料进行分子动力学和从头量子力学模拟计算的软件包。VASP中的方法是基于有限温度下的局域密度近似（用自由能作为变量）以及对每一MD步骤用有效矩阵对角方案和有效Pulay混合求解瞬时电子基态。与原始的Car-Parrinell方法相比，这些技术可以避免一些不必要的精度问题，因为原始方法是基于同时对电子和离子运动方程积分的方法。离子和电子的相互作用可以用超软Vanderbilt赝势(US-PP)或投影缀加平面波(PAW)的方法来描述。因为这两种技术都可以在一定程度上减少过渡金属或第一行元素中的每个原子所必需的平面波数量。
在VASP计算过程中，输入文件只有四个：INCAR，POSCAR，POTCAR以及KPOINTS。其中输入文件POSCAR是用于描述初始结构的各原子的位置信息，包括原子所处空间基矢、晶格常数以及各个原子位置坐标等。KPOINTS文件则是用于设置布里渊区中K点产生、取样方式以及K点网格大小。INCAR文件主要用于设置模拟计算中涉及到的参数，包括平面波截断能、迭代收敛精度、原子力的收敛标准、弛豫以及量子计算所采用的函数等。POTCAR文件是用来设置计算过程中所需考虑的赝势的类型。