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ナノ・バイオ解析
ログファイル表示，収束状況チェック，構造の動画表示（構造最適化、分子動力学），バンド構造，状態密度，
各種スペクトル表示，振動モード，任意のテキストエディタによるログファイル表示，分子動力学の統計処理（拡散係数、粘性係数、熱伝導係数）
ナノ材料，鉄単結晶，シリコン単結晶，微細加工，分子動力学，半導体界面など
ナノ・バイオ分野では、近年の計算機技術、計算手法の発展により、物質の性質を電子・原子レベルから明らかにするためのツールとして、第一原理計算がその適用範囲を広げてきました。 また、実験手法の発展により電子・原子レベルでの観察が可能となっています。 このことにより、第一原理計算と実験観察の結果が直接比較できるようにもなってきています。
当社では、【第一原理計算ソフトウェア Advance/PHASE】【ナノ材料解析統合GUI Advance/NanoLabo】【ニューラルネットワーク分子動力学システム Advance/NeuralMD】を独自に開発いたしました。
第一原理計算による物性予測、力場を作成して分子動力学計算など、幅広いソリューションを提供しています。
当社ではシミュレーションによる解析サービス、ソフトウェアの受託開発を行っております。当社の保有するソフトは自社開発による国産製品です。ソースコードを熟知した開発者が、お客様のご要望に合わせたソフト開発および改良をいたします。解析サービスでは、解析結果をシミュレーションの専門家ならではの見識をもって評価し、ご報告いたします。
解析事例につきましては弊社ホームページをご覧ください。ご質問等ございましたら、ぜひお気軽にお問い合わせ下さい。
最初のステップとして、白金単結晶のバルク構造の計算を行います。構造最適化の結果、格子定数が4.02Åの構造が得られました。実験値が3.92Åであり、実験値と計算値の相対誤差は2.5%となっています。
最適化を行ったバルク構造から(111)表面が露出するように切り出した4層のスラブモデル(Pt(111))を作成します。表面の法線方向に十分な厚さの真空層を設定することで、3次元の周期境界条件のもとで表面モデルの計算を行うことができます。
本事例では下の2層の原子を固定してスラブモデルの構造最適化を行いました。
CO/Pt(111)の計算
Pt(111)のスラブモデルのon-topサイトにCO分子を吸着させたモデル（Pt/CO(111)）を作成し、構造最適化計算を行いました。また、吸着エネルギーを計算するために、孤立CO分子の構造最適化計算も行いました。Pt(111)表面にはon-topサイト以外にも複数の吸着サイトが存在しますが、低被覆率ではon-topサイトが最も安定なCO分子の吸着サイトであることが実験的に知られています。
CO/Pt(111)・Pt(111)・CO分子の各モデルの全エネルギーより、COの吸着エネルギーは1.45eVとなりました。吸着エネルギーの実験値は1.39eV3であり、計算値と実験値は比較的よい一致を示しています。
ニューラルネットワーク力場では、系の中の1つひとつの原子について、「近傍の原子構造」から「その原子のエネルギー、およびその原子に働く力」を求めます。そのためニューラルネットワークの学習に使う教師データとして、本番の計算で現れ得る「近傍の原子構造」を万遍なく用意する必要があります。
まず108個のAl原子からなる面心立方格子のモデルを元に、EAM力場を使った分子動力学シミュレーションで500 Kから3000 Kに昇温する過程を計算しました。これにより、この温度範囲で現れ得る原子構造が生成できます。次に、生成した構造の中から20個を抽出し、それぞれからAdvance/NeuralMDの機能を使ってランダムに変位させた構造を10個ずつ、計200個生成しました。
これらの200個の構造に対し、Quantum ESPRESSOを使って第一原理電子状態計算を実行し、エネルギーと力を計算しました。
この教師データを使って、Advance/NeuralMDによりニューラルネットワークの学習を行いました。ニューラルネットワークの大きさはユーザーが指定することもできますが、今回はデフォルトの512ノード・2層としました。学習の結果、教師データに対する誤差(RMS)はエネルギー：0.4 eV、力：0.2 eV/Å程度まで最適化することができました。
STM (Scanning Tunneling Microscope：走査型トンネル顕微鏡)で得られる画像は、物質の表面から滲み出した電子の波動関数を可視化したものであり、必ずしも表面の凹凸を再現するものではありません。従って、STM像の正確な理解のためには、対象物の電子状態を知ることが不可欠です。 可視化の対象となる電子のエネルギーは、探針に印加するバイアス電圧により決定されます。
第一原理バンド計算ソフトウェア Advance/PHASEを利用すると、電荷密度（波動関数の絶対値の二乗）を求めることができます。あるエネルギー範囲に含まれる電子の電荷密度（部分電荷密度と呼びます）を得ることが可能ですので、これを表面近傍で可視化することにより、STM像をシミュレートすることができます。
例として、Si p(2×2)表面のSTM像のシミュレーション結果を下図に示します。
当社は文部科学省の国家プロジェクト「戦略的基盤ソフトウェアの開発」を契機として設立されました。
高度な技術力、開発力、人材を武器に、あらゆるフェーズで直面するCAEの課題に対して、受託解析、受託開発、パッケージソフトウェア、コンサルティング等多様なソリューションをご提供いたします。
当社一番の売りは、国内随一の計算科学の専門家・技術者集団であるということ、「人」にあります。
技術担当者の6割超が博士号取得者で、計算科学分野に関連した開発・解析経験を有する専門家であり、流体、構造、音響・振動、第一原理計算、バイオ、ナノ、高分子、連成解析などのさまざまな分野に対応しています。
| 会議方法 | Zoom、Teams、Google Meets、Webex、 電話、面直 |
|---|---|
| ホームページ | http://www.advancesoft.jp |
並列計算機での大規模解析を目的とした電磁波解析ソフトウェア「Advance/ParallelWave」を開発しています。 当社の保有するソフトは自社開発による国産製品です。ソースコードを熟知した開発者が、お客様のご要望に合わせたソフト開発および改良をいたします。解析サービスでは、解析結果をシミュレーションの専門家ならではの見識をもって評価し、ご報告いたします。 解析事例につきましては弊社ホームページをご覧ください。ご質問等ございましたら、ぜひお気軽にお問い合わせ下さい。
当社ではシミュレーションによる解析サービス、ソフトウェアの受託開発を行っております。当社の保有するソフトは自社開発による国産製品です。ソースコードを熟知した開発者が、お客様のご要望に合わせたソフト開発および改良をいたします。解析サービスでは、解析結果をシミュレーションの専門家ならではの見識をもって評価し、ご報告いたします。 解析事例につきましては弊社ホームページをご覧ください。ご質問等ございましたら、ぜひお気軽にお問い合わせ下さい。
音響解析ソフトウェアAdvance/FrontNoise を独自に開発し、環境騒音低減や騒音低下のための機器設計の一環として、音響シミュレーションに関するサービスを提供しています。 当社の保有するソフトは自社開発による国産製品です。ソースコードを熟知した開発者が、お客様のご要望に合わせたソフト開発および改良をいたします。解析サービスでは、解析結果をシミュレーションの専門家ならではの見識をもって評価し、ご報告いたします。 解析事例につきましては弊社ホームページをご覧ください。ご質問等ございましたら、ぜひお気軽にお問い合わせ下さい。
大規模並列計算における優れた並列性能をもつ構造解析ソフトウェア「Advance/FrontSTR」を開発しています。 当社の保有するソフトは自社開発による国産製品です。ソースコードを熟知した開発者が、お客様のご要望に合わせたソフト開発および改良をいたします。解析サービスでは、解析結果をシミュレーションの専門家ならではの見識をもって評価し、ご報告いたします。 解析事例につきましては弊社ホームページをご覧ください。ご質問等ございましたら、ぜひお気軽にお問い合わせ下さい。
Advance/FOCUS-iは遷音速や超音速の流れの解析に適しており、高い並列化効率で計算をすることができます。 当社の保有するソフトは自社開発による国産製品です。ソースコードを熟知した開発者が、お客様のご要望に合わせたソフト開発および改良をいたします。解析サービスでは、解析結果をシミュレーションの専門家ならではの見識をもって評価し、ご報告いたします。 解析事例につきましては弊社ホームページをご覧ください。ご質問等ございましたら、ぜひお気軽にお問い合わせ下さい。
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