Crystal Studio—晶体工作室软件

Crystal Studio 18 —晶体工作室软件
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软件简介

Crystal Studio是一个多文档/多视图的集成软件。实施最新的软件技术，Crystal Studio非常强大，速度快，使用起来很简单。有了晶体数据库和超链接在线帮助系统的驱动，Crystal Studio让你只需点击几下鼠标便可创建具有炫目色彩和3D逼真的晶体结构。Crystal Studio为与晶体结构有关的学科提供了一个理想的研究和教学工具，这些学科包括晶体学、纳米科学、材料科学、化学、固态物理、矿物学等领域。

想象一下，有了Crystal Studio，照片般逼真的3D图像是多么容易，少于5下鼠标点击来创建一个令人惊叹的3D晶体结构，再点击一下绘制出粉末X射线衍射花样，晶带轴电子衍射花样，晶体的倒易点阵或晶体结构的极射赤面投影。如果您的旧软件，让你花若干小时学习如何使用，把它扔掉吧，Crystal Studio让您在点击中学会达成您的目的。

Crystal Studio是一个面向对象的软件。每一个对象如原子，原子键，多面体，晶面等都能与用户交互，不会像其他一些晶体学软件你只能与整个晶体结构互动。这意味着用户可以操作，修改或与个别对象交互；当然，用户也可以很容易把修改或更改应用到整个晶体结构或对称等价类的对象上。

除了提供通常的三维图形等晶体学功能之外，Crystal Studio提供了丰富的功能，像位错、孪晶界、层错，界面和表面以及双相共格组合等晶体缺陷；它还包括X射线衍射、中子和电子衍射仿真，第一原理模拟以及倒易点阵；此外它特别模拟孪晶和双相共格组合的晶带轴衍射图样以及带高阶劳厄带的衍射图样。

有Crystal Studio在手，在凝聚态物理，化学，材料科学与工程，矿物学和地质学等学科的几乎没有晶体学知识的技术人员，可以立即成为一个专家；您可以用它来探讨、研究原子排列和物质结构，找出它们与材料性能的关系。对于晶体学专家，Crystal Studio为他们提供各种方式定制晶体结构，通过选择不同的晶胞类型或者晶胞的转换；Crystal Studio甚至提供方便的手段让专家更改或创建新的空间群细则，使他们能够对不同的晶胞对称设置进行试验。

软件特性

雅致的设计界面
左侧窗格中有选项卡式空间组视图/晶体结构视图/模型视图，右侧窗格中有属性窗口。从框架窗口可以轻松访问所有内容。示例如下：选择您最喜欢的应用程序外观。自定义工具栏和/或添加用户创建的工具栏。

高质量的三维图形
Crystal Studio 可生成具有令人惊叹的色彩和 3D 真实照片般逼真的图形，并通过可控的照明效果和无限的颜色和材质属性选择来增强等效类别的对象或单个对象。这种高质量的 3D 图形可以在 Crystal Studio 内保存为普通分辨率或高分辨率 Windows 位图或标准 JPEG 文件，或输出到许多 Windows 应用程序（如 Adobe PhotoShop）以保存为 JPEG、PNG、BMP、PSD 或 TIFF 文件。实施例 1 (FeZn13) 、实施例 2 (CaF2) 、 Al2MgO4 混合模型。通过此链接下载使用 Crystal Studio 创建的高分辨率图像。
借助共享软件 POV Ray Tracing (TM)，Crystal Studio 还可以生成具有真实材质纹理的照片般逼真的图像，并将其保存为高分辨率图像文件。
将动画或您的工作步骤保存到可以在 MS Power Point 演示文稿中播放的 AVI（音频视频交错）文件中。
通过高质量的彩色打印机或喷墨打印机打印高质量的图形。

数据库驱动
Crystal Studio 与晶体学数据库集成。该数据库包含来自各种版本的国际（X 射线）晶体学表的所有 530 个空间群规格的信息、周期表中所有元素的信息（包括valence, radii等）以及用于衍射计算的原子散射振幅和德拜-沃勒因子的最新数据。该数据库还包括一个包含6000种常见晶体结构的晶体结构数据库和一个层/簇数据库，您可以构建自己的晶体结构数据，方便访问常规晶体结构。
用户可以创建非标准空间组规范并将其添加到数据库中。现有的 530 个空间组规格也可以由用户修改。
也可以在数据库中创建、构建和存储没有空间群规范的晶体结构。

多种工具
3D晶体视图、3D分子视图；纳米管和纳米锥；晶体、分子、纳米管和富勒烯等的组装；相或相混合物的粉末 XRD、中子或电子衍射图；3D 倒易点阵，区域轴衍射图案；晶体结构或基体加上孪晶或第二相的劳厄 Xrd 衍射图案和立体投影；第一原理模拟；3D劳厄区的不同阶次；高阶劳厄区衍射图案和二维实数和倒易格，以辅助表面 RHEED 分析。

第一原理模拟
Crystal Studio 版本 11 Quantum 采用简单的图形界面实现使用著名的 GPL 模拟包 ABINIT 对晶体进行第一原理模拟。可以进行能带结构、玻恩有效电荷、介电常数、压电常数、弹性常数和热力学性质等的计算。这种以前只供理论化学家使用的计算现在可供实验家、普通科学家和工程师使用。此功能仅适用于 Quantum 版本。 Si的能带结构，Si的线性光学介质张量的XX分量，Si 的声子能带结构。

各种晶体缺陷
可以轻松创建各种晶体缺陷，例如空位、间隙原子、边缘位错和螺旋位错、堆垛层错、孪晶边界和相外延。示例 1：边缘位错。示例 2：FCC (111) 双胞胎。示例 3：AuAl2+(111) 双胞胎的劳厄 Xrd 衍射图案。示例 4 ：FCC 和 BCC 之间的 Kurdjumov-Sachs 关系和衍射图案。

多种样式和投影方法
Crystal Studio 提供了球棒模型、棒模型、空间填充模型、热运动椭球棒模型和球棒加半透明空间填充模型等多种样式。通过使用对象组的组模型，可以在晶体结构中混合这些样式。也可以通过调整原子和键的相对比例或通过包括配位或空腔多面体来创建其他样式。Crystal Studio 还提供了两种投影方法，即透视投影和正射投影。

文件和数据的导入导出
Crystal Studio直接导入CIF（Crystallographic Information File）文件、mmCIF（Macro-Molecule Crystallographic Information File）文件、PDB（Protein Data Bank）文件、ICSD（inorganic Crystal Structure Database）文件，并间接导入CSD（ Cambridge Structure Database) 文件和 CRYSTMET 文件及其 CIF 或 mmCIF 文件的输出。
Crystal Studio 可以导出标准 CIF 文件。它还可以导出原子坐标文件以输入到程序中进行仿真和建模。
Crystal Studio 可以自动导入各种格式的粉末 XRD 图谱。

纳米管和纳米锥
Crystal Studio 版本 9 及更高版本可以创建单壁或多壁碳或氮化硼纳米管和纳米锥以及扭曲或变形的纳米管。

单元格变换
使用 Crystal Studio，可以通过指定新单元的新 Z 轴或指定变换矩阵来变换单元。示例：通过将新的 Z 轴指定为 [111] 方向，将正常的 FCC Al (Fm-3m) 单元转换为分层 (ABCABC) 单元结构。

3D 平面原子排列视图和倒易格劳厄区视图
Crystal Studio 可以创建 3D 平面原子排列视图以显示不同平面上的原子排列。它还可以沿特定平面切割晶体。示例：具有（111）平面原子排列视图的 Co2W4C 电池。 Miller planes。
Crystal Studio 可以在倒易格视图中创建 3D 劳厄区视图。它还可以沿指定的区域轴和劳厄区域切割倒易晶格。示例：具有 (111) 双倒易晶格的 FCC Al 加上 [111] ZOLZ、FOLZ 和 SOLZ。

组合视图
将来自其他打开文件或当前文件中的平面原子视图的最多三个子视图添加到主视图并移动和/或旋转它们以形成理想的场景（组合视图）并将其保存为高质量的高分辨率图像。

选择性构建
使用选择性构建构建框架或分子笼子结构。示例：藤黄素。

协调和/或腔多面体、热运动椭球和原子向量
创建任何类型的协调或空腔多面体并搜索整个晶体以创建所有等效的多面体。例子。计算腔多面体的最大腔直径。
如果原子的热位移参数在例 2中给出，则绘制热运动椭球。创建原子向量以指示磁矩或偶极矩等。

3D 对称元素指示器或标记
在版本 10 中，旋转轴、螺旋轴和反转中心等对称元素可以通过原子矢量上的 3D 标记来表示。示例：对称元素，请注意图片只显示尽可能多的对称元素标记。对称元素与位置的对称性不一致。

软件版本

Crystal Studio封装成五个不同的版本:
■Crystal Studio轻量版
■Crystal Studio标准版
■Crystal Studio专业版
■Crystal Studio企业版
■Crystal Studio量子版

晶体工作室轻量版
晶体工作室轻量版提供晶体学的基本功能。它提供的功能包括三维视图，编辑和操作，绘画粉末X射线衍射和电子衍射图案，绘制极射赤面投影和倒易点阵等。适合学生或有限的预算的教学。

晶体工作室标准版
晶体工作室标准版具有功能介绍页面所描述的大多数功能，除了那些仅适用于专业，企业和量子版本的高级功能。

晶体工作室专业版
晶体工作室专业版，在标准版的基础上加上一个扩展的具有3500个常见晶体结构的数据库以及如下高级功能:
•描绘相混合物的粉末X射线、电子或者中子衍射图案。
•保存36幅图像的动画序列以生成动画演示。
•增加了一个大分子的视图，它结合了左边的树状视图及中间的三维视图；树状视图包含初级和二级结构项等作为节点，三维视图绘制树状视图所选节点对应的视图。
•导入mmCIF和PDB文件。
•创建孪晶界面并描绘母相与孪晶结合的电子衍射图案，极射赤面投影和倒易点阵。
•创建双相共格外延界面并描绘双相共格的电子衍射图案，极射赤面投影和倒易点阵。
•二维晶格以及二维倒易点阵以辅助表面的RHEED分析。
•制作动画AVI文件或者产生一系列的图像文件以便制作动画。
•保存POV Ray Tracing（商标）场景文件和/或直接生成具有POV Ray Tracing（商标）材料质地和高分辨率的图像。
•粉末衍射花样视图有命令以导入各种格式的实验或者理论花样作为比较，这些格式包括(.dat), (.dif), (.pks), (.csv) and (.txt)等格式。晶体工作室自动检测到不同的文件格式并把它们导入。
•直接调用BALLView（一个GPL大分子软件包）以生产当前文件的三维图像。
•倒易晶格和透射电子显微镜倾斜试验的视频剪辑记录为AVI文件或一系列图像文件。

晶体工作室企业版
晶体工作室企业版是第5版的新增版本。这是一个让一组用户共享一个中央服务器数据库的网络版。用户可以选择使用本地数据库或中央服务器数据库。它也可以由单用户使用。它有一个包含约6000常见的晶体结构的扩展的晶体结构数据库。它有专业版的所有功能，再加上额外的高级功能如下:
•选择使用本地或中央服务器数据库。
•X射线衍射花样搜索/匹配引擎：输入一个衍射花样，该程序将搜索数据库以找到匹配的相结构或者多相混合物，它跟着可以绘制搜索结果的衍射花样以作比较和/或创建新文件绘制匹配的相结构的三维立体结构。
•组合视图，从不同的文件加入总计达4个视图（一主视图以及三子视图）到一个场景（组合视图）并操作它们形成一个理想的图像。

晶体工作室量子版
晶体工作室量子版在第11版推出。它具有企业版的所有功能，再加上额外的高级功能如下：
•利用简单的图形用户界面以启动ABINIT第一原理模拟。
•用ABINIT第一原理仿真结果绘画二维曲线图。用ABINIT第一原理仿真结果绘画三维分布图。
•自动生成ABINIT第一原理模拟输入文件并可编辑输入文件（可以用来在UNIX和Linux系统运行ABINIT第一原理模拟）。

新版本功能

版本17中的新功能
Crystal Studio版本17发布于2021年12月07日。 Crystal Studio 17实现了石墨烯组装器。主要新功能如下：
构建/创建石墨烯组件：
构建/创建多层石墨烯组装层之间的扭曲。据报道，具有 1.56 度扭曲的三层石墨烯组件具有超导性。
保存原子坐标文件以进行模拟：
保存用于模拟的原子坐标文件，包括第一原理模拟。

版本16中的新功能
Crystal Studio版本16发布于2020年11月20日。 Crystal Studio 16为衍射视图实现了 ASCII 文件保存命令，并优化了分辨率为 1280x768 及以上的所有视图。主要新功能如下：
保存粉末衍射图案文件：
将粉末衍射图案文件保存为 .pdp、.dat 和 .csv 格式的 ASCII 文件现在包含更完整的粉末图案数据。
保存电子衍射图案文件：
为区域轴电子衍射图样视图添加了保存电子衍射图样...命令，以将区域轴电子衍射图样保存为 .edp、.dat 和 .csv 格式的 ASCII 文件。
保存 Laue XRD 衍射图案文件：
为 Laue X-Ray Diffraction Pattern View 添加了 Save Laue XRD Diffraction Pattern... 命令，以将 Laue X-Ray Diffraction Pattern 保存为 .ldp、.dat 和 .csv 格式的 ASCII 文件。
所有视图都针对 1280x768 及以上分辨率进行了优化：
所有视图都针对 1280x768 及以上的分辨率进行了优化，尤其是起始页视图和 XRD 图案视图针对 1280x768 及以上的各种分辨率进行了优化。不建议使用过时的较低分辨率。
立体投影视图的增强：
立体投影视图、线和弧绘图的错误修复和增强更容易。

版本15中的新功能
Crystal Studio版本15发布于2015年12月18日。Crystal Studio第15版实现了单晶和单晶加上第二相或者孪晶的劳厄方法X射线的透射和反射的衍射花样。是材料研究与教学中的一个全面而有力的工具。Crystal Studio第15版本新功能如下：
劳厄方法X射线的透射衍射花样:
单晶的劳厄方法X射线的透射衍射花样。