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材料探索シミュレーション「matelier PHASE/0」

材料開発の効率化に貢献する原子スケール材料シミュレータ
「matelier」

材料シミュレーション技術が集約された原子スケール材料シミュレータ「matelier」を、技術者・研究者の方々に使いやすい形でご提供いたします。現在「matelier」で、第一原理計算による電子状態計算を行う、第一原理バンド計算ソフト「PHASE/0」をご利用いただけます。サポートサービスに力を入れておりますので、初めて材料シミュレーションに取り組むお客様にも安心してご利用いただいています。

PHASE/0は、平面波基底を採用した密度汎関数法による第一原理擬ポテンシャルバンド計算ソフトウェアです。

第一原理計算では量子力学に則って物質の電子状態を求めますので、精密な解析が可能です。計算に際して、実験結果に基づくパラメータは必要ありません。実験結果の解釈や、新規材料の物性値予測にもご活用いただけます。

基本機能：　エネルギー / スピン分極 / 状態密度 / 原子に作用する力 / 格子に作用する応力
　実空間量：　安定な原子配置 / 電荷密度分布
　波数空間量：　バンド構造図 / フェルミ面(等エネルギー面)
電子状態解析：　局所状態密度 / 射影状態密度
分子動力学：　NVTおよびNVE
遷移状態探索：　Nudged Elastic Band法
その他：　仕事関数 / 誘電関数(格子系、電子系) / 圧電定数 / STM像 など

材料シミュレーション受託解析

製品のご購入ではなく、解析作業を弊社にご依頼いただくサービスです。お客様からのご依頼に基づき、経験豊富な弊社技術者が材料物性を解析します。

実験との比較をしたい、新しい材料について解析をしたい、などのご要望にお応えして、材料探索、構造探索、密度汎関数法に基づく電子状態計算、分子動力学計算などの受託解析を承ります。

第一原理計算では実験結果を根拠とするパラメータを用いることなく、量子力学に基づいて材料物性を評価しますので、既存材料の物性解析に活用できるのはもちろんのこと、新規材料設計にもお役立ていただけます。大規模な電子状態解析や第一原理分子動力学計算もお任せください。

古典分子動力学計算では経験的な原子間ポテンシャルを用いて、大規模解析を効率良く行います。
第一原理バンド計算ソフトウェアPHASE/0の他に、第一原理計算Quantum ESPRESSOや、古典分子動力学計算LAMMPSなどの業務実績がございます。

適用可能な分野や解析対象、費用とご納期など、お気軽にお問い合せください。

【 主な解析の実績 】

■電子状態解析
窒化アルミニウムの圧電定数解析
半導体酸化表面の電子状態解析
不純物をドープした半導体の電子状態解析
強誘電体の特性解析
半導体酸化表面の電子状態解析
二次電池材料正極－電解質界面の第一原理分子動力学解析
ワイドギャップ半導体酸化表面の電子状態解析
GaN単結晶表面構造の電子状態解析
酸素欠損のあるZnOの電子状態解析
AlGaNバルク構造の電子状態解析
分子性結晶の原子振動解析
TiO2表面分子吸着構造解析
電子放出源材料の仕事関数
窒化物半導体の電子エネルギー損失（EELS）
光触媒材料のバンド構造解析
ゼオライトの電子状態解析
SiCらせん転位理論解析
鉄の水素脆化解析
半導体水素ガスセンサーの電子状態計算

■材料探索
新規窒化物半導体材料の調査

■構造探索
電子励起を考慮した構造最適化計算
成膜プロセスにおける分子吸着構造の解析
古典分子動力学による解析
分子動力学による二酸化ウランの熱物性計算
粘土鉱物表面上における固液間平衡分配係数の計算
化学反応分子動力学法による特異エッジのCs吸脱着評価計算

■その他
電子スピン共鳴（ESR、EPR）のgテンソル解析
核磁気共鳴（NMR）の化学シフト

材料解析コンサルティング

材料シミュレーションで有益な結果を得るためには、技術課題の本質を見極めてモデル化するとともに、適切な解析手法を選択することが重要です。高い専門性と長年の経験を有する弊社の技術者が、この作業をお手伝いします。
計算可能な物理量と必要となるであろう計算精度を考慮しながら、ターンアラウンドタイムとご予算に合わせて、最適な解析ソフトウェアならびに計算機環境をご提案いたします。

■大規模計算機（スーパーコンピュータ）利用支援
第一原理バンド計算PHASE/0を大規模計算機でご利用いただけます。
複雑な技術課題の解析には、大規模計算機が必要になる場面があります。
利用可能な計算機として、スーパーコンピュータ（スパコン）はもちろんのこと、現在は時間貸しのクラウド環境も充実しています。
弊社はそのような計算機での、シミュレーションソフトウェア利用を支援しています。
本格的な材料シミュレーションで必要な並列計算実行、初めて利用する場合のテスト計算など、経験豊富な弊社技術者にお任せ下さい。

■解析ソフトウェア利用支援
弊社ソフトウェアmatelier、PHASE/0はもちろんのこと、オープンソースソルバーやお客様がライセンスをお持ちの商用ソフトウェア（弊社社員の利用が許可されている場合に限ります）を利用しての解析支援も承ります。
コンサルティングサービスでは、弊社が有する材料シミュレーションの知見を、使い方のコツ等も含めて、惜しみなくお伝えします。
お客様の技術課題に特化した利用マニュアル整備やソフトウェアのカスタマイズもお任せください。

科学技術計算プログラム受託開発

お客様からの個別のご要望にお応えして、プログラム開発を行います。
原子スケール材料シミュレーション「matelier」および第一原理バンド計算ソフトウェア「PHASE/0」に対する機能拡張や、お客様の特定用途向けカスタマイズなどのほか、原子・分子が関係するシミュレーションソフトウェアなど、科学技術計算用プログラムが対象です。

【 主な実績 】

■開発実績
原子スケール材料シミュレータ「matelier」(※1)
第一原理バンド計算ソフトウェア「PHASE/0」(※2)

■プログラム開発・環境整備等
乱雑位相近似による誘電関数計算プログラムの開発
第一原理電子状態計算プログラムへの圧力一定分子動力学機能追加
vdWDF計算機能のメモリ削減
非局所ポテンシャル計算のアルゴリズム改良
ハイブリッド汎関数計算機能の高速化
反強磁性計算機能の改善およびサブルーチンの再構成
半導体検査装置向けデータ解析プログラム開発
数値演算ライブラリの整備（高速化ならびに高精度化）
大規模並列のための高度並列化（ハードウェア特性を考慮したアルゴリズム選択）
第一原理バンド計算のための計算機環境整備
Wannier90への機能拡張　　　　　　　　　　　　　など

■データ整備等
第一原理バンド計算のための擬ポテンシャル最適化
LAMMPS用ポテンシャルテーブルの作成　　　　など

(※1)「matelier」は、株式会社アスムスの登録商標です。
(※2)「PHASE SYSTEM」は文部科学省ITプログラム「戦略的基盤ソフトウェアの開発」、文部科学省次世代IT基盤構築のための研究開発「革新的シミュレーションソフトウェアの研究開発」、「イノベーション基盤シミュレーションソフトウェアの研究開発」の各プロジェクトにおいて、東京大学生産技術研究所と物質・材料研究機構を中心に開発されました。プロジェクト終了後は、PHASEシステム研究会を中核とした新たな体制の下で、開発改良が続けられています。

Other presentation

第一原理計算による材料探索シミュレーション「matelier PHASE/0」。新規材料の物性値予測、実験結果の解釈、課題解決に役立ちます。

【 主な解析対象 】
半導体（IV族、III－V族、窒化物、酸化物、シリサイド系；Si, SiC, GaN, Ga2O3, ZnOなど） / 誘電体（high-k, low-k、強誘電体、圧電体） / 磁性体（強磁性体、ハーフメタル） / 有機化合物（分子性結晶） / 金属（合金） / 鉱物 / セラミックス / ナノカーボン（グラフェン、ナノチューブ） / アモルファス（半導体酸化膜など） / 遷移金属カルコゲナイド 　など

【 主な適用業界様 】
大学、公的研究機関 / 半導体、電子材料 / 電機 / 化学 / 鉄鋼 / その他（繊維、非鉄金属、ゴム・タイヤ）　など

株式会社アスムスでは、「matelier PHASE/0」のソフトウェア導入、コンサルティングサービス、受託による解析サービスをご提供しております。
詳しくはWEBサイトより資料をダウンロードいただけます。またはお気軽にお問合せください。
https://www.asms.co.jp/

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