2022年初，邁高科技舉行了線上MatCloud+ Quantum Espresso （QE）新品發(fā)布會，榮獲了參會老師和學生們的一致好評，并期待更多的功能上新。小編在這兒表示，當有新功能上新后，我們定會第一時間通知給大家，大家拭目以待啦~

今天，小編先分享給大家一篇典型的利用QE， 開展高通量第一性原理計算的文章，并教給大家如何通過MatCloud+利用QE進行文獻重復。

一直以來，國內(nèi)開展第一性原理計算，總是局限于某1-2個商業(yè)軟件。這些軟件，不僅購買使用許可價格昂貴，而且還需要下載、安裝本地，還需通過人工部署到高性能計算集群，才能開展使用。

實際上，開源，免費的Quantum Espresso 也是一款非常出色的第一性原理計算軟件，它是一款用于電子結構、模擬、弛豫且開源免費的量化計算軟件，包含了很多主流第一性原理軟件所沒有的超導計算、電子能量損失譜、彈道輸運等功能。結合內(nèi)置的后處理軟件包可輕松獲取可視化的數(shù)據(jù)信息。

MatCloud+融合QE，進行了二次開發(fā)，使得利用QE開展第一性原理計算，更加簡單，便捷，和使用商業(yè)第一性原理計算軟件，沒有使用習慣上的區(qū)別。

QE高通量計算案例：

題目：用于太陽能電池應用的無機鈣鈦礦 Rb1?xCsxPbI3 材料特性的第一性原理研究

First-principles study on the material properties of the inorganic perovskite Rb1?xCsxPbI3 for solar cell applicationsDOI: 10.1103/PhysRevB.98.125116

研究背景

之前的研究表明用無機 Cs 或 Rb 陽離子代替或混合雜化鹵化物鈣鈦礦中的有機分子可以提高材料穩(wěn)定性，同時具有優(yōu)越的太陽能電池性能。

性質(zhì)計算：

本文作者使用第一性原理計算，系統(tǒng)地研究了全無機堿金屬碘化物鈣鈦礦 Rb1?xCsxPbI3 的電子和光學性質(zhì)，屬于典型的多結構、多性質(zhì)計算。

計算結果表明，隨著 Cs 含量 x 的增加，帶隙、激子結合能不斷減小，而晶格常數(shù)和靜態(tài)介電常數(shù)不斷增加，說明在 CsPbI3 中添加 Rb 后太陽能電池性能將會增強。

MatCloud+ QE計算
01模型搭建：Rb1?xCsxPbI3

人為搭建摻雜結構通常既耗費時間又無法保證結果的嚴謹性，MatCloud+平臺的【隨機取代】功能組件，提供自動化隨機摻雜模型的搭建。

大家通過指定最小取代個數(shù)、最大取代個數(shù)、步長，便可搭建一定取代濃度范圍內(nèi)的多個模型，并得到可視化的所有濃度百分比餅圖，支持將多個取代摻雜模型一鍵導入數(shù)據(jù)庫、結構集或本地。

02性質(zhì)計算：Rb1?xCsxPbI3

高通量計算是MatCloud+平臺的優(yōu)勢之一，僅需四步即可完成本篇文章中全無機堿金屬碘化物鈣鈦礦 Rb1?xCsxPbI3 的電子和光學性質(zhì)計算。（1）上傳結構模型（2）創(chuàng)建計算工作流（3）設置計算參數(shù)并提交計算（4）計算結果查看
文獻中計算了10個結構的電子和光學性質(zhì)，共提交次50次計算（結構優(yōu)化、靜態(tài)計算、能帶結構、電子態(tài)密度、光學性質(zhì)）。MatCloud+平臺將功能組件化，大家只需要拖拽組件形成計算工作流，一個工作流即可完成傳統(tǒng)的50次計算。

03結果對比：CsPbI3

MatCloud+提供了可視化的計算結果，智能的生成圖表化的后處理結果，且支持不同形式的結果下載。

MatCloud+ Quantum Espresso將使用戶開展第一性原理計算，更加簡單和便捷：

01極簡操作，“1”分鐘上手

1.只需網(wǎng)頁瀏覽器，無需下載任何軟件，無需懂Linux, 無需擔心超算資源；

2.僅通過簡單的拖拽和點選，即可創(chuàng)建具有特定功能的工作流程；

3.MatCloud+智能地為每個參數(shù)設置常用的默認參數(shù)；

4.每個參數(shù)都提供參數(shù)說明和設置提示；

5.智能生成圖表化的后處理結果，均支持下載；

以上的特點完美地解決了QE輸入文件編寫復雜、提交方式不統(tǒng)一、后處理需要編程語言基礎的問題。

02徹底免除版權的困擾，不花錢

商業(yè)化第一性原理計算軟件，發(fā)文章需要作者具備版權，且價格較為昂貴；而QE則不需要考慮版權問題，若用戶擁有私人服務器或計算集群，更可以實現(xiàn)“無成本”科研。

03功能齊全

QE不僅擁有第一性原理計算幾乎所有的功能，而且包含了一些同類型商業(yè)化軟件所不具備的超導計算，紅外光譜，拉曼光譜等功能。

MatCloud+平臺的高通量建模+模擬計算，大大提高了研發(fā)效率，其中建模功能是免費使用的，QE計算是不需版權的，而且MatCloud+ 讓QE的使用更加便捷，大家還不趕緊用起來！