Morphology 教程

单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版副标题样式 使用三种方法从晶体的内部结构出发预测晶体的外部形貌 •BFDH方法：即Bravais-Friedel Donnay-Harker 方法，它通过对晶体晶格和对称性的 几何计算产生一系列可能的生长面及其相对生长速率，由此推出晶体的外部形貌； •Growth Morphology方法：直接晶体生长形貌方法，由于比BFDH方法多考虑了系统 的总能量，因而获得较BFDH法更准确的结果； •Equilibrium Morphology方法：平衡形貌法，即在给定的体积和温度下，利用表面自 由能最小值法来确定晶体的外部形貌—如果各个晶面的相对自由能是已知的，则晶体 在平衡态时的外部形貌可以通过Wulff作图法给出。 研究领域/对象包括： •化学品的溶解速率； •药物的生物可获得性； •晶态产品的处理、包装和存储； •工艺中的浆化处理、结块和过滤过程； •研磨、粉碎以及粉末化； •石化领域中的蜡化和结垢等 Morphology 模拟/预测晶体生长形貌 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版副标题样式 Morphology: 基本任务及参数设置 • 多种力场选择，优化分子结构 • 设置能量过滤条件，提高筛选效率 • 手动或自动指定输入分子结构 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版副标题样式 Morphology: 基本任务及参数设置 • 多种计算任务：三种形貌控制方法、Miller面生 成列表、产生晶体惯态及结果 报告 软件系统测试报告下载sgs报告如何下载关于路面塌陷情况报告535n,sgs报告怎么下载竣工报告下载 列表等 • 采用Forcite方法对体系进行能量计算，此时可 调用多种力场 • 指定计算任务将要产生的生长面 • 任务提交控制区 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版副标题样式 BFDH方法  BFDH方法即为Bravais-Friedel Donnay-Harker方法的简称；  基本思想：利用晶体本身的晶格参数和对称性，对晶体作几何优化， 产生一系列可能的生长面及这些面的相对生长速率，在此基础上，推 导出晶体的外部形貌，是一个非常基础的方法  生长速率-- Bravais-Friedel规则：即晶体的外部形貌由其低阶晶面控 制、决定：由于本方法不考虑能量因素，将一个面添加到晶面上的难 易程度取决于该面的厚度，由于薄的添加面具有更大的心面距(该面到 晶体中心的距离)--根据此规则—具有更大的生长速率。  生长平面-- Donnay-Harker规则：Donnay-Harker发展了Bravais- Friedel规则，认为应该将晶体的对称性与可能的晶体生长面联系起来； 该规则把平移对称性算符计入，认为高阶晶面生长速率优于低阶晶面。  该方法只是一种近似，由于没有考虑体系的能量效应，因为对那些内 部键合作用越强的晶体，预测结果精度越差， 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版副标题样式 生长形貌方法(Growth morphology method )  Growth Morphology方法由于考虑了体系的能量作用(附着能)，因 而预测晶体形貌结果的精度比BFDH高。  附着能(Attachment Energy)的定义：一个生长片层附着到晶体生长 面上所释放的能量，即 Eatt=Elatt-Eslice （Eq. 1） Eatt为附着能，Elatt为晶体的晶格能，Eslice为厚度dhkl的片层的能量。  晶体的生长速率与附着能成正比，那些具有最低附着能的晶面就具 有最小的生长速率，因而它们决定着晶体的外部形貌。  可以计算得到一系列适合的片层(hkl)，由此可推出生长速率、心面 距等，进而推出晶体的外部形貌。  计算所的附着能是一系列具有同类Miller指数片层能量的平均值； 同时，由于考察对象是完美晶体，不考虑晶体表面的弛豫或重构， 因而本方适合用于大多数有机分子晶体。 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版副标题样式 平衡形貌方法(Equilibrium morphology method )  Equilibrium Morphology方法，即在给定的体积和温度下，利用表面 自由能最小值法来确定晶体的外部形貌—如果各个晶面的相对自由 能是已知的，则晶体在平衡态时的外部形貌可以通过Wulff作图法给 出。  有限厚度片层的表面能(Esurf)定义为： （Eq. 2） 式中，Elatt(M)为无限晶体内一个有限厚度片层的能量，Eslice(M)为该 片层在真空中的能量，Ahkl为Miller指数为hkl的平面面积，乘以1/2是 因为该片层具有两个表面。  Eq.1和Eq.2非常接近，当一生长层真空片层厚度有限时，使用附着能 可以得到很粗糙的表面能近似值： （Eq. 3） 式中，dhkl为Miller面之间距，V是单胞体积。 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版副标题样式 平衡形貌方法(Equilibrium morphology method )-续  极化表面修正(Polar Surface Correction)：Eq.2描述的是非极化表面； 当沿着表面法线方向有一不为零的偶极矩时，需要考虑真空层静电势能对能 量的贡献Epol(M)—它与基底厚度M成正比。由于M越厚，该静电势能越大， 所以极化表面不能长大，除非对该极化面的电荷加以补偿，比如使用合适的 溶剂。Morphology给出的极化面表面能是已经作了修正后的结果： （Eq.4）  Morphology提供了两种方法来估算表面能：固定基底厚度法和固定 误差压法: 1. 固定基底厚度法： a.可以通过提高基底厚度来提高对表面能计算的精确度； b.每个表面计算一次表面能； c.由于每个计算相互独立，计算结果精度不易检查 2.固定误差压法： a.1996年由Fiorrentini和Methfessel提出，不依赖于晶格能或者极化能； b.来源于对Eq.2的变形： （Eq.5） c.由Eq.5可以看出表面能与片层能Eslice之间的线性关系，通过迭代计算可以计算得 到表面能，结果比固定基底发更精确，但是耗费更多计算资源。 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版副标题样式 Morphology模拟/预测晶体生长形貌 流程 快递问题件怎么处理流程河南自建厂房流程下载关于规范招聘需求审批流程制作流程表下载邮件下载流程设计 BFDH Hartman-Perdok Edit Surfaces hkl Slices Connected Nets Morphology & Surfaces Calculate Growth Morphology (attachment energies) Calculate Equilibrium Morphology (surface energies) Bond Energy Crystal Structure • 考虑外部因素 – 温度 – 溶剂 – 超过饱和 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版副标题样式 Setup菜单 • 力场选择(Forcefield)：COMPASS、Dreiding、Universal、 CVFF、PCFF等，指定全局计算所用力场 • 电荷计算(Charges)： a.若使用Dreiding或Universal力场，则电荷计算方法可以是 Use current (default) 、Charge using QEq、Charge using Gasteiger； b.所使用其它力场，除了上述方法外，还可以让所选择力场 来进行电荷计算 • Assign molecules automatically：选中表明晶胞内的所有原子 都属于一单一分子，并且如非特别指明，所有原子间的化学 键都是共价键—离子晶体内所有孤立的原子都计为独立的分 子 • Maximum unit cell separation:：选中表明分子间相互作用的 截断距离根据晶胞体心之间的距离计算 • Maximum molecular separation：选中表明分子之间相互作用 的截断距根据分子间最紧邻原子间的最小距离计算 • Apply initial energy filter：选中后表面只有那些比设定的 能量高的相互作用才被显示在晶体图像中 Morphology的参数设置-Crystal Graph 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版副标题样式 Setup-Forcefield-More… Crystal Preparation Option Forcefield Types： • Calculate automatically：勾选上，则在计算过程过，程序将 自动对体系进行能量表达式即力场匹配计算 • Forcefield List：给出了所选力场包含的所有粒子的力场类型 ；当不勾选“List all forcefield types”时，只列出当前体系所含 粒子所属力场 • Calculate：对所选中分子/片断进行力场匹配计算，可以检查 所选力场对当前体系的适用性 • Assign：手动指定所选择分子/片断的力场类型 Bond order： • Calculate automatically：勾选时，在模拟开始后自动对键级 进行计算，用以构建描述粒子间相互作用的力场参数—故此 选项只在力场选择了Universal Forcefield才使用 • Calculate：对选定的分子片断计算其键级 Charge groups： • Calculate automatically：勾选时，表明集团(group)电荷在模 拟开始后自动开始计算 • 点击More选项可以用来计算、定义、移除集团电荷 Morphology的参数设置-Crystal Graph 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版副标题样式 Analysis菜单 本菜单帮助设定显示晶体图像数目的 过滤条件，也可以通过网格文件查看 晶体图像中的各种数据。 Energy Filter： • Strongest：指定相互作用能截断上限值，高于此值的相 互作用将被显示在晶体图像中 • Weakest：指定相互作用能截断下限值，低于此值的相 互作用将被显示在晶体图像中 • Perform graph augmentation by directional criterion： 选中后，那些落在Strongest和Weakest设定区间之外的相 互作用将被重新评估，以纳入到晶体图像中去 Output： • Export crystal graph as grid document：将以图像显示 在当前活动的晶体图像内的数据用表格形式的网格文件 输出 Morphology的参数设置-Crystal Graph 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版副标题样式 Molecules菜单 本菜单帮助手动或自动定义体 系的输入分子。 • Assign molecules automatically：则体系内所有的 原子都自动指定属于一个单一的分子，每一个新 分子的组成都显示在“Currently defined molecules”列表内 • Create molecule from selected atoms：将晶体内选 中的原子指定为一个新分子，该分子的组成列在 “Currently defined molecules”表内 • Remove selected molecules：将列在“Currently defined molecules”表内的选定的分子删除 • Currently defined molecules：当前活动文件内所 有分子的原子组成列表 Morphology的参数设置-Crystal Graph 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版副标题样式 Setup菜单 本菜单设定Morphology计算任务类型及精度，也指定该 任务计算结果的获得及输出条件。 • Task：在下拉菜单中选择任务类型，共六个任务类型 1. Generate face list – 产生可能生长晶面的Miller指数列表 2. BFDH – 从晶体结构或者用BFDH法产生的生长面列表出发计算晶体惯态 3. Growth morphology –从晶体结构或者用Growth Morphology法产生的生长面列表出 发计算晶体惯态. 4. Equilibrium morphology -从晶体结构或者用Equilibrium Morphology法产生的生长 面列表出发计算晶体惯态 5. Generate habit – 从所有可能的晶体生长面及相关联的心面距—它们可以是使用者自定 义或者是前一Morphology计算任务所得--出发计算晶体惯态 6. Report habit properties – 产生表格研究文件，对重要的晶体惯态性质进行小结 • Quality：制定全局计算精度 • Energy Method：选定Growth Morphology和Equilibrium Morphology 两种方法的能量表达式 1. Forcite – 使用Forcite作为能量计算引擎计算相互作用能，可在Energy Tab上做更详细参数设置 2. Crystal Graph – 使用当前活动晶体图像文件中的能量表达式计算相互作 用能 • Output-Surface structures：设定growth morphology和 equilibrium morphology计算结果报告文件中显示哪些表面结构：None、 Stable Surfaces和All三个选项。 Morphology的参数设置-Calculation 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版副标题样式 Energy菜单 本菜单设定Morphology计算任务类型及精度，也指定该 任务计算结果的获得及输出条件。 • Task：在下拉菜单中选择任务类型，共六个任务类型 1. Generate face list – 产生可能生长晶面的Miller指数列表 2. BFDH – 从晶体结构或者用BFDH法产生的生长面列表出发计算晶体惯态 3. Growth morphology –从晶体结构或者用Growth Morphology法产生的生长面列表出 发计算晶体惯态. 4. Equilibrium morphology -从晶体结构或者用Equilibrium Morphology法产生的生长 面列表出发计算晶体惯态 5. Generate habit – 从所有可能的晶体生长面及相关联的心面距—它们可以是使用者自定 义或者是前一Morphology计算任务所得--出发计算晶体惯态 6. Report habit properties – 产生表格研究文件，对重要的晶体惯态性质进行小结 • Quality：制定全局计算精度 • Energy Method：选定Growth Morphology和Equilibrium Morphology 两种方法的能量表达式 1. Forcite – 使用Forcite作为能量计算引擎计算相互作用能，可在Energy Tab上做更详细参数设置 2. Crystal Graph – 使用当前活动晶体图像文件中的能量表达式计算相互作 用能 • Output-Surface structures：设定growth morphology和 equilibrium morphology计算结果报告文件中显示哪些表面结构：None、 Stable Surfaces和All三个选项。 Morphology的参数设置-Calculation 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版副标题样式 Faces菜单 本菜单设定Morphology计算任务产生的 一系列生长晶面列表的延展条件。 • Quality：指定Morphology计算任务产生的一系列 生长晶面的列表的截断、终止标准 Morphology的参数设置-Calculation Value Coarse Medium Fine UltraFine Minimum dhkl 1.5 1.3 1.0 0.8 Maximum h,k,l 2,2,2 3,3,3 Maximum number 100 200 • Minimum dhkl：选中后，列表中所列的晶面间空间 的最小值为所指定的数值 • Maximum h, k, l：选中后，列表中出现的晶面的 Miller指数的绝对值需小于或者等于所设定的值 • Maximum number：选中后，出现在列表中的晶 面数量需等于所指定的值 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版副标题样式 服务器-客户端运 行模式可以方便 地将作业提交到 局域网上任何一 台适合的工作站 或服务器上进行 运算。 可以与独立的作 业排队系统结合， 进行作业调度处 理 Job Control菜单 Morphology的参数设置-Calculation 产生任务(job)标识： 自动或者指定 点击More，可对 文本文件更新频 率以及计算任务 结束时返还、保 存文件等条件进 行设置