全网最全！分子材料计算模拟软件Materials Studio安装教程（附安装包），以及使用教程！

幸福侠侣

一、声明
如果您的科研项目需要涉及模拟计算、测试表征、超算服务器或仪器设备等服务，欢迎通过 【ttang2077】了解。 以下是利用公开资源为大家整理的工具教程，希望能在科研路上帮到你。
温馨提示：分享的所有软件，均由互联网中的资源整理所得，仅限学习交流，切勿商用，侵删！
二、软件下载

相关软件下载安装和使用教程请移步“元素魔方科研服务”公众号，公众号将持续更新更多科研领域文章。
[软件名称]：Materials Studio 2020
[界面语言]：英文
[安装环境]：Win11/Win10
[系统位数]：32位&64位
[软件类型]：分子材料计算模拟软件
[下载链接]：

三、软件介绍

Materials Studio (简称：MS) 是一款全尺度材料模拟平台，帮助客户解决复杂物理、化学、生物学和材料科学等科研问题无论构型优化、性质预测和X射线衍射分析，以及复杂的动力学模拟和量子力学计算，都能通过它得到切实可靠的数据，能更方便地建立三维结构模型，并对各种晶体、无定型以及高分子材料的性质及相关过程进行深入的研究。
四、安装教程

注意事项
①解压安装包和软件安装时，关闭杀毒软件，否则安装文件容易被误删除；
②安装软件时，要右击压缩包，把压缩包解压出来，不要直接双击压缩包；
③安装包及软件安装路径，最好是英文或数字，如有中文路径，容易报错；

1.安装包大小为 1.86G，安装之前关闭防火墙和杀毒软件
2.解压安装包之后，以管理员身份运行 setup 程序


3.点击下一步


4.这两行随意输入内容，点击下一步


5.设置安装路径，最好只改首字母的盘符，路径中不要有中文，点击下一步


6.点击下一步


7.点击下一步


8.点击安装


9.安装过程会自动弹窗，耐心等待一会




10.安装结束，取消勾选，点击完成


11.在开始菜单找到 Materials Studio 2020 ，把它拖到桌面


12.选中快捷方式右键打开文件夹所在位置，把安装包里 Crack 文件夹中的 msi2020.lic 复制到刚刚快捷方式打开的文件路径下


13.以记事本格式打开 msi2020.lic，界面如下


14.选中此电脑右击属性，复制设备名称


15.回到记事本文件，将第一行的 this_host 替换为计算机全名，然后保存关闭（如果这一步保存遇到问题，可以使用 Notepad++ 去修改）


16.在开始菜单找到配置程序，右键选择以管理员身份运行


17.勾选最后一个，点击下一步


18.点击证书文件下的安装证书，点击浏览


19.打开安装目录，找到刚刚修改的 msi2020.lic 然后点击打开


如果不容易找到，可以将下方的所有文件改为证书文件


20.点击安装


21.点击 OK


22.打开软件，界面如下


五、使用教程

在学习软件前，我们要明白软件仅是一个工具，最重要的还是需要知道我们想要计算什么。比如我想分析一个小分子吸附到固体表面的吸附能是多少，那么我们需要收集以下信息：
1. 小分子的分子式，如CO,H2O或其他；
2. 固体材料结构，包括这个固体是什么元素构成，它的晶体结构是什么(比如面心立方、体心立方等)或者需要知道它的空间群信息；
3. 小分子吸附到固体材料结构时，是小分子的哪个原子与固体表面的哪种元素相结合。
收集到以上信息以后，我们便可以进入软件进行操作。首先需要了解软件的基本操作界面。
【MS基本操作界面】
首先启动MS软件，进入如下界面，界面主要分为六个部分，分别是：工程区(文件目录)、视窗区、性质区、工作区、菜单栏以及计算模块。


【建立新文件】
在文件区域中，我们可以添加或删除文件，操作方式与日常电脑上的文件管理类似。举例来说，若需添加一个新的空白3D文件，首先点击文件名，右键选择‘new’，然后选择‘3D Atomistic Document’，即可创建出新的文件（见下图）。


下面我们以计算CO在Pt(111)晶面上的吸附能为例，继续进行操作。主要需要分为以下几个步骤：
(1) 将金属Pt的结构文件导入
(2) 接着对该结构沿着(111)晶面方向进行切面
(3) 设置好材料大小及层数
(4) 进行结构优化，计算该材料的能量，得到E1
(5) 接着使用“小铅笔”工具，在该材料表面进行CO的吸附
(6) 进行结构优化，得到该状态下的能量E2
(7) 此外新建文件，画一个CO分子，进行结构优化并计算CO气态分子的能量，得到E3
(8) 计算吸附能
【导入结构文件】
MS自带有材料数据库，位置在安装文件位置+Materials Studio19.1x64Server+share+Structures，根据材料基本分类就可以找到相应的结构文件，如果数据库没有，可以在下面网站找一下。
[materialsproject.org,https://www.ccdc.cam.ac.uk/structures,http://nanocrystallography.org]
下面从MS自带数据库中导入金属Pt的结构文件


接下来，将鼠标放在视窗窗口上，右键选择“display style”，然后选择显示模式为“CPK”，这样就能更清晰地观察晶体结构。


【切面】
下面进行切面操作，在菜单栏选择“bulid”-“surfaces”-“cleave surface”


设置切面信息（包括期望的晶面方向和切割的层数），得到三层的Pt(111)材料；但显示效果不太明显，因此将鼠标放在视窗窗口，调出“display style”，在lattice参数中，将u和v均增加到4，即可得到(4×4)的三层Pt(111)材料。


【结构优化】
在对该材料进行结构优化前，需要先建立一个真空层，在菜单栏中选择：
“build”-“crystals”-“build vacuum slab”，设置真空层厚度为25埃(15~30均可)


接着将材料结构设为超胞形式：
“build”-“symmetry”-“supercell”。并将材料的第一第二层材料进行固定(选中第一第二层，在菜单栏点击“modify”-“constrains”)，以代表体相所处的状态。


接下来进行结构优化以得到稳定的结构，这里选择dmol3模块进行优化。在计算模块中，选择dmol3-caculation，调出计算任务窗口，将计算任务设置为“Geometry optimization”，然后根据文献或学习选择合适的计算条件（如泛函、基组等信息设置），点击“run”即可开始计算。


【CO吸附与结构优化】
在已经结构优化完成的(4×4)三层Pt(111)材料上进行CO表面吸附，主要使用“sketch atom”小铅笔在材料表面构建CO。选中CO分子后，可以对其位置进行调整。


同样地，在dmol3模块中调出计算设置，对该结构进行优化以计算该状态下的能量。此外，需要在一个新的空白3D文件中，同样使用“sketch atom”小铅笔绘制一个CO分子，对其进行结构优化并计算其能量。
通过查阅文献，可以计算出CO在Pt(111)晶面的吸附能。

原文地址：https://zhuanlan.zhihu.com/p/705092811