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Q-Chem:技術革新の原動力

Q-Chem は、分子の構造、反応性、振動、電子および NMR スペクトルを正確に予測するための非経験的 (ab initio) 量子化学計算の統合パッケージです。ラップトップまたはデスクトップ、クラスター、またはスーパーコンピューターセンター上の Linux、macOS または Windows で実行することができます。


密度汎関数理論 (DFT: Density Functional Theory)

LDA、GGA、メタ GGA 関数、GGA とメタ GGA のハイブリッド、範囲分離ハイブリッド、ダブルハイブリッドをサポートしています。基底状態および時間依存 DFT による励起状態について、一点エネルギー、形状最適化、振動周波数計算、その他多くの特性を評価することができます。


電子相関

Møller-Plesset 摂動論や結合クラスター法 (Coupled-Cluster Methods) など、電子相関効果を扱うための最新ツールが用意されています。強い相関のある系に対しては CASSCF、結合クラスター価電子結合 (CCVB)、選択 CI、RAS-CI、スピンフリップ、V2-RDM 法などの特殊な処理手法が使用できます。


励起状態法

CIS、TD-DFT、NOCI、EOM-CC、ADC といったさまざまな電子励起状態の研究手法が使用できます。これらの手法は多数の電子構造タイプをカバーしており、分光学的特徴、電荷とエネルギーの移動、および非断熱ダイナミクスのシミュレーションを可能にします。さらに、波動関数解析モジュールを使用することで、励起状態に関するより深い洞察を得ることができます。


溶媒和と埋め込み

SM8、COSMO、C-PCM などの陰溶媒モデルから、陽溶媒効果を取り扱う有効フラグメントポテンシャル法 (EFP) まで、さまざまな溶媒和系のモデリングソリューションを提供します。さらに、QM/MM や密度埋め込みなどのさまざまな埋め込み手法や、CHARMM および GROMACS へのインターフェースが用意されています。


分光モデリング

さまざまな種類のスペクトルをモデリングするためのさまざまなツールを装備しています。IR およびラマン分光法、UV-vis 分光法、X 線分光法、光電子分光法、NMR 分光法、非線形分光法 (2 光子吸収法など) を使用することができます。 分光学的特徴は、TDDFT から EOM-CC や ADC 法まで、多くの異なるレベルの理論を用いて研究することができます。


分子間相互作用

絶対局在化分子軌道に基づくエネルギー分割解析により、全相互作用エネルギーを意味のある物理用語に分解し、分子間および結合間相互作用の本質を明らかにすることができます。また、対称性適応摂動論 (SAPT) およびその拡張多体系版 (XSAPT) による分子間相互作用の計算と解析も可能です。


化学反応

幾何学的最適化、ポテンシャルエネルギー曲面スキャン、遷移状態探索、固有反応座標追跡などの手法を提供し、化学反応性、熱化学、化学反応速度論の研究に理想的なツールです。


分子動力学法

NVE および NVT サーマルサンプリングを含む第一原理分子動力学 (AIMD: ab initio molecular dynamics) と、準古典的分子動力学 (QMD: quasi-classical molecular dynamics) を実行することができます。これらのアプローチにより、振動スペクトルや第一原理経路積分を生成することができます。また、非断熱系を効果的に扱うための Tully の最少スイッチ表面ホッピング (FSSH) アプローチも実装されています。


IQmol:Q-Chem 用グラフィカルユーザーインターフェース

IQmol は、オープンソースのフリーな分子エディタおよび可視化パッケージです。分子エディタ、表面生成 (軌道、密度)、アニメーション (振動モード、反応経路) など、さまざまな機能を提供します。IQmol を使用してサーバー上で小規模の Q-Chem の計算を無料で実行したり、IQmol と Q-Chem のローカルインストールをインターフェースで接続することができます。


分子の構築
Q-Chem ジョブの実行
結果の可視化