2020-02-12 / 最終更新日時 : 2026-10-06 chronicle-editor ソフトウェア・サブ

CrystalMaker 技術情報

CrystalMaker TOPはこちら

GUI・解析イメージ

CrystalMaker メイン画面 対称となる複数格子平面がプログラムによって自動的に生成された様子 CrystalMaker メイン画面 広い範囲の新しい結合スタイル (例:安息香酸における二重結合や点線による結合)
CrystalMaker メイン画面 電子密度計算 (単純立法格子上の等高線表示として表示) CrystalMaker メイン画面 空孔率の可視化 (例:充填された銅)

主要な機能の詳細

CrystalMakerは最新のワークフローを提供し、パフォーマンスを向上させます。データファイルをプログラム内にドラッグアンドドロップすると、瞬時に鮮やかな写実的なカラーで結晶構造が表示されます。マウスを使って結晶構造のリアルタイム操作が行われます。複数の画面表示を「ブックマーク」し、元に戻すコマンドを積み重ね、解明や発見を促す、教育や研究に最適なプログラムです。

  • 統合された結晶構造ライブラリを所有(任意の結晶構造を追加可)
    • CrystalMakerは、1,200の結晶構造からなる、結晶構造ライブラリ(説明文とプレビューを瞬時に表示)を保有しています。このライブラリは、400以上の無機物(代表的な造岩鉱物全てとその他多数)、重要な無機化合物や有機化合物の分子・結晶構造(バッキーボールからゼオライト、歯科用セラミックスから高温超電導体)を含みます。さらに、教育用ライブラリ(結晶化学的構造)やテーマ別のライブラリ(化学兵器、医薬化学、食品香料等)も含みます。
    • CrystalMakerの結晶構造ライブラリには、典型的なCIFテキストファイル形式は含みません。CrystalMakerで使われている記録形式(CMDXファイルとCMDFファイル)は、結合や多面体、詳細情報(ほとんどのものは公開情報です)等、高速検索に対応するメタデータを持つ、完全なモデルを素早くロードするために適しています。
    • 各結晶構造は、予め丁寧に視覚的な理解に必要な構図やモデル設定の最適化がなされており、貴重な時間を節約することができます。
    • 多くの結晶構造ファイルは複数の結晶構造画面表示を含み、結晶構造を異なる角度から並べて見ることができます。例を挙げると、適当なブロックに分解された複雑な骨組みを持つ結晶で、例えば、(Al,Si)O4の四面体が、四面体のリング、ケージ(かご)、チャネルに分解されて、ネットワークを構築している様子です。これらの結晶構造ファイルは教育的リソースとして利用されます。ファイルを開き「再生」ボタンを押すと、ナノスケールの美しさの広がる新しい世界を体験することができます。
    • 任意の結晶構造を既に表示されているウィンドウに追加することで、その結晶構造の編集や共同研究者や学生達への共有を行うことができます。
    • CrystalMakerでは、ライブラリブラウザを使用した結晶構造の閲覧を通して、フォルダを用いたグループ化、平面視、結晶構造の回転や「CrystalViewer」から統合されたライブラリ内の説明文の調査を行います。単なる静的なライブラリとしてだけではなく、自由にコンテンツを増やすことも可能です。結晶構造をフォルダに入れてグループ化を行い、高性能な検索機能により、ファイル名、説明文、化学式で検索を行うことが可能です。
    • CrystalMaker メイン画面 結晶構造ライブラリの閲覧画面 CrystalMaker メイン画面 サムネイルのクリック(情報ボタンクリック)によるアニメーションプレビュー表示
  • 総括的なデータのインポート/エクスポート
    • CrystalMakerを用いると、既に組み込まれた素晴らしいライブラリを活用できるだけでなく、教育指導者や研究者自身の固有のデータが可視化されます。CrystalMakerは40以上の、異なる形式のデータのインポートに対応し、これらの形式でインポートすると、瞬時に表示され、幅広くカスタマイズがなされます。CrystalMakerはDL_POLY HISTORYなどのような複数構造を持つデータファイルに対応し、「同期」機能と「アニメーション」機能により、スピーディに結晶構造の挙動や格子力学を理解し、シミュレーション結果のトラジェクトリの可視化が行われます。さらに、CrystalMakerは巨大構造を扱います。このソフト固有の機能「深度プロファイリング」ツールは、巨大構造の任意の範囲をスキャンし、コンピュータモデルの計算結果を明らかにするために適しています。
    • 出力範囲のオプションは、別のプログラムとデータを共有する際にも有効です。構造データ、結合距離、座標環境について保存し、インターネットのページでも公開することができます。
    • インポート/エクスポートが可能なファイル形式の一覧はこちら
  • 新規(結晶/分子)構造の高速作成
    • CrystalMakerではあらゆる種類の分子・結晶構造の作成がスピーディで簡単に作成が可能です。組み込み型の対称性処理と簡潔な空間群ブラウザを利用すると、結晶学にありがちな退屈で重労働なプロセスを経ず、プログラムによって自動的にあらゆる結合や多面体が生成されます。
    • 分子の作成はさらに簡単で、ポインタで指してクリックするだけで、新しく原子や結合が作成されます。構造緩和コマンドの使用により、エネルギーの最小化と結晶構造の最適化が行われます。
    • CrystalMakerは幅広いモデルタイプを提供します。伝統的な球棒モデル、空間充填モデル、多面体モデル、巻線モデル、熱楕円体モデルなどです。各モデルタイプは、多方面にわたってカスタマイズされ、写実的なグラフィック表示のオプションや、簡単に線状に表示するオプションがあります。CrystalMakerは膨大な原子、結合、多面体に対して、途切れのないプロット範囲において一括設定が行われます。
  • 高品質の3D表示
      • CrystalMakerの代表となる特徴の1つは、業界トップクラスの3D表示です。洗練された高速ピクセルパーフェクト表示は、完璧な重ね補正と透過表示がなされます。高解像度な「Retina」ディスプレイ表示を、最新のMacやSurface Proなどのマシンを使って堪能することができます。透過性を持つ高品質な画像データの保存や、魅力のある回転構造のビデオやアニメーションを作成が行われます。
    CrystalMaker メイン画面 同じ結晶構造内の異なる原子に対する異なる多面体スタイルの適用 CrystalMaker メイン画面 原子ベクトル
    CrystalMaker メイン画面 湾曲面を持つ凹多面体 CrystalMaker メイン画面 透過多面体と楕円体の表示
  • リアルタイム操作
      • マウスやキーボード、ツールバーを使ったクリックアンドドラッグ操作により、並行するベクトルや面法線が表示されます。マルチタッチによる回転操作、トラックパッドによる目盛り操作、Leap Motion Controllerを使った、空間内での簡単な手のジェスチャー操作(Windowsに限る)が行われます。
      • Mac正規アプリCrystalMakerは、新しいMacBook Pro専用の「タッチバー」向けインターフェースを兼ね備えており、回転操作や拡大縮小操作が、専用タッチダイヤルや方向設定ボタンやスライダーを使って行われます。
      • CrystalMakerの操作(タッチバーインターフェース)
    CrystalMaker タッチバーインターフェース画面 デフォルトレイアウト CrystalMaker タッチバーインターフェース画面 回転ダイヤル
    CrystalMaker タッチバーインターフェース画面 結晶構造スクラバー CrystalMaker タッチバーインターフェース画面 原子ピッカー
  • 複数の結晶構造のアニメーション表示
    • CrystalMakerは静的な結晶構造表示を超越した先駆けのプログラムで、結晶構造の挙動をスピーディに滞りなく解明します。複数のファイルをウィンドウ内にドラッグアンドドロップするだけで、サムネイルを配列し直して動画のタイムラインを作成します。同時表示の処理を行ってサムネイルをドラッグアンドドロップにより再配列し、再生ボタンを押すと、アニメーションが開始されます。それだけではなく、CrystalMakerを用いると、アニメーションの回転や拡大縮小、モデルタイプの修正、方角の表示、モデルの設定が行われます。アニメーションのシーンに対する「再生コントロール」内の「スクラブ」機能の実行によって、シミュレーション結果のトラジェクトリを素早く閲覧することができます。さらには、完成したアニメーションを、ネットでの公開やプレゼンを目的として、動画のエクスポートが行われます。
    • CrystalMaker 複数の結晶構造のアニメーション表示画面

      リューサイトの構造における6つの環の構造緩和

  • 効果的な教育用コンテンツの作成
    • CrystalMakerにおいては、複数の結晶構造の保存が可能で、個別に画像サムネイルを保持します。結晶構造の挙動やアニメーション表示を保存するだけでなく、同じ結晶構造を、異なった構図、異なったモデルタイプ、異なった原子範囲、異なった関連構造として保存することもできます。各結晶構造に対する個別の説明文を付けることができ、理想的な教育的なツールが作成されます。インタラクティブなスライドショーを作成する場合に、文脈の中で、回転可能な3Dモデルとして結晶構造が使用されます。プログラムの中には、魅力的な教育コンテンツの作成方法の例が含まれます。(例:「クオーツの構築」「スピンネルの作成」など)
    • CrystalMaker 複数の結晶構造のリスト表示画面
      複数構造を持つ結晶構造の表示方法(左側:モデル構造のリスト(「リストビュー」)、右側:指定したモデルと説明文)
    • CrystalMakerでは、任意の結晶構造モデルが学生達や共同研究者たちに共有されます(siteライセンスを使用)。このsiteライセンスは、低コストで定期的なライセンス更新作業とsite全体への適用が行われます。siteライセンスにより、ソフトウェアの使用を希望する別の部門の共同研究者を得ることができます。また、MacとWindowsの両方のバージョンをカバーすることができます。さらに、CrystalMakerの姉妹製品である、CrystalDiffractと、SingleCrystalに対するライセンスを付加されます。このsiteライセンスは、学生が所属するコミュニティでは素晴らしい効果をもたらします。学生達が好きな時間に「遊びを通じて学び」やがて高度な技術をモノにすることが実証されるでしょう。
  • 容積データの可視化
    • CrystalMakerは、指定した結晶構造に対し、任意の数の3Dデータセットを組み合わせ、各組み合せに対してのビジュアル設定を行います。テキストファイルを通じてインポートしたデータや、電子密度計算や空孔率計算においてプログラム内で生成したデータが可視化されます。
    • CrystalMaker 容積データの可視化 SmB6の電荷密度の可視化:透明密度オーバーレイの一部は結晶構造の基礎部分の表示をカット CrystalMaker 容積データの可視化 (001)面に投影された安息香酸の電子密度
      CrystalMaker 容積データの可視化 銅の結晶構造内の空孔率の可視化 CrystalMaker 容積データの可視化 Gaussian Cubeファイルによる電荷密度の表示
    • 3ED、CASTEP、ガウシアンCUBE、DEN、GRD、GULP、VASP、Voxel、XSF形式ファイルからの容積データの可視化
      空孔率の可視化(「負」は空孔、「正」は充填空間)
      結晶構造の電子密度の計算と可視化
      範囲スライダーによるデータ表示範囲の固定化
      点群表示オプション(サイズと不透明度)
      複数格子面の選択と可視化(透明度の指定)
      等面過程や定積過程のリアルタイム操作表示
      洗練された滑らか表示のための双方向補間を用いた実験データの加工
      内部、外部、切断部分の色のカスタマイズ
      カラーグラデーションの選択
      複数データセットが同一画面内で動作
      データセットの追加と削除
  • 優れた測定機能
    • CrystalMakerは 配位環境(結合距離/結合角度/ねじれ角)を測定するための簡単な操作画面ツールを用意しています。異なる原子や結合を、マウスでクリックするか、ロールオーバーするだけで、リアルタイムで測定結果が出力されます。
    • リアルタイムで半径を調整しながらクラスターとシェルを同時に表示します。(例:球状ナノ粒子の作成を1度のマウスのクリックで行う)
    • 結合距離と結合角度の詳細情報が画面上に表示され、テキストファイルとしてエクスポートされます。高性能な距離検索を用いると、全ての元素や部位連結部の配位環境のグラフ化がなされます。
    • CrystalMaker 高性能な測定

      距離エクスプローラ画面:アモルファス亜鉛イミダゾレートにおける炭素周りの「二体分布関数」グラフを表示(結晶構造の提供はクイーン・メアリー大学ロンドン校のMartin Dove教授による)

  • 分子モデリングと振動モード
    • CrystalMakerの特徴の1つは、高性能な独自のエネルギーモデリングエンジンにより、不安定な手描き分子構造から最低エネルギーの3D結晶構造への変換が可能な点です。リアルタイムでの構造緩和の可視化においては、構造緩和を行う最中のモデルの回転も可能です。このモデリングは、世界最高峰のイギリスの科学者達が、3年の共同研究プロジェクトによってようやくたどり着いた機能です。この機能こそが、分子モデリングにおいて、他社製品よりわずかなコストのみで行うことができる最も現実的な解決策でしょう。
    • CrystalMaker独自のモデリング
      力場へのアプローチ:DFT計算を使いパラメータ化されたポテンシャルを等級化を行います。DFT計算を使うことが大きな強みですが、リアルタイムで、かなり大きな系の場合にもノートパソコン上で動作します。
      ポテンシャルの選択は結合環境に基づき、追加入力は必要ありません。
      モンテカルロ法により、結晶構造の緩和は平衡状態からかけ離れていた場合でも行われます(例:過剰な結合長や歪んだ結合角により、崩れた手描きのような結晶構造の場合でも)。
      ハイブリッド最小二乗サイクルが追加されています。これは最終収束段階においての正確性の向上に役立ちます。
      メニューコマンドを通じて、収束サイクルの段階や計算終了後に、エネルギー出力のグラフィック形式での表示がなされます。
      振動エクスプローラによって行う振動モードでの計算:周波数・赤外スペクトルシミュレーション・振動のインタラクティブな視覚化
    • CrystalMaker 分子モデルと振動モデル

      エチレンにおける振動モードのアニメーション表示。6つのゼロ周波数共起モードを含む制限モードが左側にリスト化。選択されたモードがアニメーション化され、振幅、スピード、質(フレーム数)が調節可能。アニメーションモデルは回転や拡大縮小に対応し、異なるモデルタイプで表示することが可能(例:棒構図や空間充填タイプ)。このモードではハイライト表示がなされ、赤外スペクトルが画面の下部にハイライト表示。

  • 分子結晶ツール
    • 私たちのモットー「木を見て森も見る(細部だけでなく全体を把握する)」は、特に複雑な分子構造について当てはまると思われます。まず、充填を行おうとした場合、非対称ユニット以外にも処理すべきものがしばしば存在します。他のプログラムにおいては、単位セルの端にある分割された分子に対する処理が充分になされていません。
    • CrystalMakerの専用ツールは、単位セルそのままの内容を表示します。各分子から切り離しを行うか非対称ユニットを表示します。「断片化された」分子を修復し、原子の近接原子に沿ってプロット範囲を「拡張」し、複雑性を理解することが可能です。
  • セルの変換と結晶エンジニアリング
    • CrystalMakerは、単位セルの変換(格子タイプを変更し、スーパーセルを作成し、原点を移動し、任意の行列変換を適用する)がなされます。また、単位セルを選択された格子面に投影して「スーパーセル」を作成します。従来のソフトウェアとは違い、CrystalMakerは、事前の設定と共通選択をしつつ、優秀で簡単な操作性を持つインターフェースを持つことが特徴です。結晶学に面倒な作業は必要ないのです。
    • CrystalMakerの選択ツールのメニュー項目には、原子グループの移動、切り離し、複製、非表示、削除があります。分子断片の非表示や修復は、各分子とは独立して行われます。格子面を好きな方向から表示し、結晶の表面や内部の平面の調査のため、結晶構造をスライスして別の結晶構造や分子をその中に配置することができます。CrystalMakerのリアルタイムでの結晶エンジニアリングツールは、結晶格子の中に空孔を挿入して新しい原子や分子を配置し、新しい結晶格子を設計することができます。
    • プロット範囲:リアルタイムでxyz軸に沿って原子範囲を操作
      球状のクラスター:内部と外部の「ナノ結晶」半径を操作
      空孔ファインダ:結晶構造内で最も大きな空孔をサイズ最適化された透明球を使い自動表示
      選択ツール:(矢印/長方形、投げ縄、多角形、選択対象の切り替え)ツールによる非表示や結晶構造内のグループの分離
      配向格子面に対してスライスされた格子:表面を表示
      スラブの生成:2つの配向格子面を使用
      表面セル生成:指定平面上
      スーパーセル:複数のセル方向を指定
      プリセットされた一般行列変換(例:菱面体から立方晶への変換)
      対称性の削除コマンド:結晶構造の保存のために新規部位を追加
      結晶から分子への変換
      充填エクスプローラ:分子と結晶のインタラクティブな変換コマンドにより、対称性、セルパラメータ、位置ならびに方向を出力
      結晶格子内での原子グループの移動と回転
      選択原子の複製
      原子タイプの修正:選択インスペクタによる元素記号と占有の修正
      空間挿入:結晶内の指定格子面に沿って挿入
      格子の屈曲:選択原子とカーブ半径の指定により瞬時にナノチューブあるいは曲がり面を形成
      結晶構造の挿入:結晶構造の挙動アニメーションの動きを滑らかにするための中間構造の追加
    • CrystalMaker 変換と結晶エンジニアリング シリコン結晶間の接合面: a (111) 領域と a (110) 領域
      CrystalMaker 変換と結晶エンジニアリング 同じ画面内で2つの異種構造を結合表示してサイズを比較
  • 3Dプリンタモデルのエクスポート
    • CrystalMakerを用いて結晶構造の3Dモデルを3Dプリントします。この時、STL 3Dファイル形式(ほとんどの3Dプリンタで幅広く対応しています)エクスポートオプションを使います。また、全ての結晶構造を、3D画面表示を行うソフトウェアに互換性を持つ、独立COLLADA 3Dファイルとしても、エクスポートすることが可能です。CrystalMakerで作成したCOLLADAファイルは、iPadでも表示が可能です。Macのオンラインストアで無料ダウンロードができるiBooksAuthorアプリにこの形式のファイルをドロップすると、iPadでの表示を行うことができます。
    • CrystalMaker CrystalMakerで作成された3DモデルをiPadで表示した時の画面

      CrystalMakerで作成された3DモデルをiPad上の無料アプリiBooksで表示したもの。各モデルは全画面表示への拡大やインタラクティブな回転操作が可能。

  • X線回折をサポート
    • X線回折パターンシミュレーションは、任意の結晶構造において1つのメニューコマンドを実行するだけで実行されます。CrystalMakerの姉妹製品である、CrystalDiffractでは粉末回折を、SingleCrystalでは、X線回折、ニュートロン、TEM単結晶X線回折のシミュレーションを行うことができます。
    • 新機能の「実況粉末X線回折モード」では、CrystalMakerで結晶構造を編集すると、同時にCrystalDiffractで粉末X線回折パターンへ反映されます。
    • CrystalMaker ゼオライトの結晶構造と粉末X線回折と電子X線回折パターンの画面

      CrystalMaker Officeの画面 左:ゼオライトの結晶構造 右上:粉末回折の様子 右下:電子回折パターン

  • クロスプラットフォームに対応
    • CrystalMakerは2種類のバージョン、Windows(7-10)向けとmacOS(“Yosemite”-“Catalina”)向けがあります。MacバージョンとWindowsバージョンは同じバイナリファイル形式を共有し、同様の特徴を持ち、クロスプラットフォーム環境での研究や共同作業を容易なものとしています。各バージョン、は両方とも、完全に各オペレーティングシステムのために1から設計が行われており、オペレーティングシステムの正規のサポートを受けられ、最高のパフォーマンスを発揮します。クロスプラットフォームに関しての不利益は一切ありません。
  • 優秀な技術サポート
    • CrystalMakerの操作は簡単ですが、できる限り短時間でご理解いただけるよう、プログラムの本質的な特徴を把握するために設計された、手軽なチュートリアルをご用意しています。オンラインヘルプには、製品のインターフェースや機能の簡易マニュアルをご用意しています。また、完全リファレンスとして、細部に渡って詳しく解説された豊富イラスト付きのユーザガイド(160ページ)もご用意しています。
    • その他にも優秀な技術サポートをご用意しています。お客様からのご質問に対する迅速な個別のご対応、ソフトウェアの定期的なアップデートを行っています。

 

動画による基本操作のデモ

オンライン ビデオツアー

ビデオツアーを用いてCrystalMakerの項目毎の習得が可能です。

 

オンライン ビデオツアー (開発元サイト; 英語)

  • 結晶構造(Crystals)
    • 構築・計測・格子面・容積データ・対称性
  • 分子(Molecules)
    • 構築と緩和・振動・充填
  • 一般(General)
    • 同期・アニメーション・設定
  • ライブラリ(Library)
    • ブラウジング・お気に入りに追加・検索

 

オンライン ビデオチュートリアル

新たに追加されたページです。1つ1つのチュートリアルを通してCrystalMakerの項目毎の習得が可能です。

 

オンライン ビデオチュートリアル (開発元サイト; 英語)

  • 導入(Introduction)
    • 概要・インターフェース・結晶ライブラリ・バージョン10.4について
  • 基礎(Basics)
    • 結晶構造の構築・分子構造の構築・原子半径と原子カラーリング・選択ツール・計測・説明文・3D表示・設定
  • 応用(Advanced)
    • 格子面・分子結晶の挙動・距離エクスプローラ・クラスタの可視化・空孔の表示・巨大多面体の構築・容積データ・ドメイン領域の作成・分子構造から結晶構造への置換・Leap Motion Controllerの使用・アニメーション作成・トラジェクトリの可視化・回折・粉末回折実況モード・強度実況モード(バージョン10.5)

 

オンラインサポートページ

原子半径表(元素周期表形式)

CrystalMakerが提供する原子半径の数値と色のデータを表にして示し、CrystalMaker上での使用方法を説明しているページです。周期表の画像は無料でダウンロードが可能です。

 

原子半径表(元素周期表形式) (開発元サイト; 英語)

  • 基本原子半径:結合の影響を受けない場合の原子半径(VFI Atomic RadiiとCPK Atomic Radiiを参考にしたもの)
  • イオン半径:イオン結合間の結合距離から算出された実際的な原子半径(Slater JCによるもの)
  • 共有結合半径:共有結合原子間の結合距離から算出された原子半径(Mark Winterによるもの)
  • ファンデルワールス半径:非結合原子間の距離により決定(Bondi Aによるもの)
  • 結晶半径:最も権威のある原子半径(Shannon and Prewitt(1969)とShannon RD(1976)による修正によるもの)
  • 原子カラーリング:結晶構造情報を示すための有力な方法。元素タイプ別に原子をカラーリング。
  • 原子カラーリングや原子半径の編集方法
  • 元素表の使用方法
  • 原子半径表

 

結晶構造ライブラリについての補足情報

CrystalMakerを使用することにより、無料で結晶構造ライブラリを利用することが可能です。

 

結晶構造ライブラリ (開発元サイト; 英語)

  • 追加された結晶構造ライブラリ : Dr Yoshitaka Matsushitaによる12,000以上の結晶構造(CrystalMaker9以降)
  • その他のオープンアクセスデータベースの紹介
    • Crystallography Open Database (“COD”)
    • MSA Crystal Structure Database
    • Access Structures (CSD/ICSD)

 

アドバイスセンター

ユーザガイドやオンラインヘルプで解決できないよくある質問に対する回答のまとめページです。マニュアルの場所や結晶構造の検索方法などの一般的な項目だけでなく、専門的な項目について、目次毎に分かれて説明されています。

 

アドバイスセンター (開発元サイト; 英語)

 

結晶データのインポート/エクスポート

CrystalMakerでは、結晶データの自動ドラッグアンドロップ操作でのインポートが可能です。
標準ファイルの拡張に基づいた40以上の異なるファイル形式と、一部はファイルの名前を認識(例:DL_POLYファイルの場合「HISTORY」)してインポートが可能です。
自動フォーマット認識機能がありますが、「ファイル」>「ファイルを開く」の「別のフォーマットを指定」コマンドを使用することによりファイル形式を上書きして保存することが可能です。

 

ファイル形式 インポート エクスポート
1. 3ED ●
2. ATOMS ●
3. CASTEP Cell ● ●
4. CASTEP Output ●
5. CASTEP Volumetric ●
6. CCL ●
7. Chem3D Cartesian ● ●
8. CIFa ● ●
9. CMDF ●
10. CMDX ● ●
11. CMMF ●
12. CMTX ● ●
13. CSSR ●
14. Gaussian CUBE ●
15. DEN (Volumetric) ●
16. DL_POLY Config ●
17. DL_POLY Revcon ●
18. DL_POLY History ●
19. DMol3 “.car” ● ●
20. DMol3 “.arc” ●
21. FDAT (CSD) ●
22. GRD (Volumetric) ● ●
23. GROMACS ●
24. GSAS ●
25. GULP ●
26. ICSD ●
27. LAMMPS ●
28. Molfile ●
29. PDB ● ●
30. RMCProfile ● ●
31. SDfile ●
32. SHELXb ●
33. STRUPLO ●
34. SYSTREC ●
35. TOPAS ●
36. VASP Structure ●
37. VASP Trajectory ●
38. VASP Volumetric ●
39. VESTA ●
40. Voxel ● ●
41. WIEN2k ● ●
42. XCrySDen Structure ●
43. XCrySDen Animation ●
44. XYZ ● ●

 

インポート時の注意

  • CIF形式: 複数の構造を1つのCIFファイルからインポート(使用可能な熱パラメータとエラーパラメータを含む)
  • SHELX形式: 複数に分割されたのSHELXファイルをサポート(複合構造物の表示オプションあるいは秩序化されていないモデルの個々の状態を表示するオプション)
  • SYSTRE形式: 対称性を持つ関連付けされた結合を自動的に色連携を行って表示

 

その他のデータフォーマットのインポート/エクスポート

ファイル形式 インポート エクスポート
1. Elements ● ●
2. Coordinates ●
3. Visible Coordination ●
4. Crystal Coordination ●
5. HTML Structure ●
6. Distances & Angles ●
7. Vibrations List ●

 

結晶構造ライブラリ

  • ライブラリの内容
    • 結晶構造サンプル(プログラム機能紹介用)
    • 細分化された1200以上の結晶構造:「ハイブリッド構造(MOFs、ZIFs、Clathrates)」「有機化合物」「無機化合物(400以上の岩型鉱石)」
    • 結晶構造サンプル(講義演習用): 原子半径(イオン結合による半径、共有結合による半径、ファンデルワールス半径による元素周期表)、基本結晶構造タイプ(結晶化学「タイプ」構造)、結晶元素、格子タイプ、多面体、構造建築(レンガ造りの建物に関する複雑な構造を解説するための独立アニメーション用に作られた複数構造の記録)
    • テーマ別の主な結晶構造サンプル(食品/燃料/薬品/麻薬/その他)

名前/キーワード/成分を使った検索機能を使用して、文字による詳細説明、カラフルな結晶構造、回転プレビュー、アニメーションを含めた検索結果を瞬時に表示することができます。

 

製品仕様

分子ビルダー
「追加原子ツール」クリック→原子を追加/シフトと同時クリック→原子と結合を追加
「原子ピッカーパレット」→追加原子のタイプ修正
「選択メニュー」→選択原子グループの複製、分離、移動、編集
「緩和分子コマンド」→分子の最適化(既存結合を考慮した精巧なモンテカルロ法を使用)、自動識別による炭素ハイブリッド形成)
「特定原子グループの指定オプション」(※高分子構造の拡張に最適)
「水素追加コマンド」→追加水素原子の位置に対し、その他の不変分子と分離した形でエネルギー極小化を行う(※X線構造への水素原子追加に最適)

 

エネルギー・モデリング
パラメータ化されたポテンシャルを使用した力場へのアプローチ(可能な範囲でMM3を使用、それ以外はUniversal Force Field(UFF))。
ポテンシャルの指定が簡単(結合環境に基づいて指定でき追加入力が不要)
モンテカルロ法を用いた不安定状態の構造の緩和(例:処理前の手描き構造で、結合に対して過剰な長さや結合角度の歪みがあるもの)
ハイブリッド最小二乗サイクル(終盤の収束計算の正確性向上のため追加)
利用できるMM3ポテンシャルを最大限使用・必要時のみUFFポテンシャルを使用→DFT計算では正確性向上のためパラメータ化されたポテンシャルの修正が行われる
グラフ形式でのエネルギー出力(収束サイクルの段階や計算終了後)←「メニューコマンド」
振動モード計算(周波数/赤外スペクトルシミュレーション/振動のインタラクティブな視覚化)←「振動エクスプローラ」

 

結晶作成
あらゆる結晶構造の作成が可能(空間群/単位胞パラメータ※非対称単位含む)←「結晶エディタ」
使用する化学構造の数に制限が無く(不安定構造を入れ込むことも可能)指定形式での入力が可能(例:「”T1″ with Al 0.75 Si 0.25」は 「one “T1” with Al 0.75; second overlapping “T1” with Si 0.25」と書くことと同じ意味であり、単一原子の複製が不要)
自動文法チェックにより少数や分数などを座標として利用可能
原子置換パラメータを利用可能(等方性パラメータ:Uiso)(異方性:Uij)は内部で処理されテキストファイルから読み込み可能。

 

対称性処理
短縮/正式国際表記によって空間群を自動認識(従来の230空間群に加え、国際結晶学データ集の中で補完された空間群の全リスト)
シェーンフリース記号と空間群番号のどちらかあるいは両方を自動認識
「対称エクスプローラ」→オプション自由入力枠と空間群の詳細情報を利用して結晶系/格子タイプ/空間群から簡単に対称検索(空間群は番号/短縮/正式表記/シェーンフリース記号から検索可能)
「対称ブラウジング」→格子タイプ/通常換算位置/オフセットの編集が可能
条件付き対称格子パラメータを自動認識←「条件付き格子パラメータオプション」
空間群の自動認識(テキストファイル読込時)と「Edit」>「Structure」画面と出力ファイルに空間群記号を表示

 

プロット範囲
原子を非表示化(部位(site)/要素(element)/選択範囲 単位)
原子の見え方のカスタマイズ(非表示/原子グループ単位)
球面(クラスター)表示オプション(リアルタイム半径制御)
結晶プロット範囲のポップアップ表示(リアルタイムxyz軸範囲表示)

 

結晶表示(色設定、サイズ設定)
原子の色設定(要素(初期設定)/部位/選択範囲 単位)
原子スタイル(球体/楕円体)の設定(要素/部位/原子基準 単位)←「選択インスペクタ」
幅広いスタイル(球面への画像埋め込み/ツートーン/ビーチボール/半透明) + 多数の変形スタイル(正方形(空白)/絵文字(嬉しい/悲しい)/点線/破線/ストライプ等)
球体半径の指定(球棒モデルの球を含む)
要素記号の自動認識と色と半径の自動決定(最新国際要素表と照合)
「原子インスペクタ」→任意の入力半径と元素半径表であらかじめ設定された半径との切り替え(例：ファンデルワールス半径、原子半径、イオン結合を行う時の半径、共有結合を行う時の半径)
「要素領域(Preferencesパネル)」→国際要素表の仕様を編集 + インポートされた/エクスポートする原子の色と半径値を編集
初期設定ではシャノン プレウィットの「結晶半径」を使用(「Preferencesパネル」からプリセットされた要素表の修正が可能)

 

熱楕円体
幅広い楕円体スタイル(3D(画像埋め込み)ならびに2D(スタイル))→固体状/八分角カット/軸有り半透明/軸無し半透明/赤道の位置表示等
部位/要素 単位の表示オプション(楕円体の代わりに小さな球体の集まりとする)
熱楕円体の確率値の指定(水素原子など選択部位を任意のサイズで球体としてプロットするオプション)

 

結合
「結合自動生成オプション」
「結合一覧コマンド」→結合検索ならびに指定部位全ての正確なヒストグラムの出力
「距離エクスプローラ」→指定部位と要素間結合の両方あるいはどちらかの構造内距離の概要グラフィック表示
「結合インスペクタ」→各結合仕様の管理(化学要素結合ペアの最小距離と最大距離を含む)
第一結合ならびに第二結合の指定(第二結合は分子間結合と仮定)
同じ要素ペアに対する複数の結合について水素結合と共有結合を区別することが可能(例: H–O と H…O).
幅広い結合スタイル(円柱形/二重結合/三重結合/破線/点線/縞模様/ツートーンのスタイルを含む)は一括適用(結合仕様プロパティの指定)あるいは一部範囲に適用(1つ以上の選択された結合)
円柱の厚み選択(厚いor薄い)・最小球体の半径に依存する半径の大きさは「モデルインスペクタ」からカスタマイズ可能
球棒タイプと棒モデルタイプの相対バンド半径の指定が可能

 

多面体
結合生成に沿った自動多面体生成
多面体スタイル(実線/破線/混合)の拡張選択(旧棒モデル/頂点原子)
「元素インスペクタ」「選択インスペクタ」→ポップアップ表示による各要素/部位/原子基準に対する多面体スタイルの割り当て
凹凸型の多面体生成オプション
凹面型の多面体における曲面表示オプション(MPFsに最適)

 

プリセットモデル
球棒タイプ
棒タイプ
空間充填タイプ
巻線タイプ
熱楕円体タイプ
多面体タイプ(頂点における楕円体と多面体の組み合わせ等、他のタイプとの組み合わせを含む)

 

単位格子表示
単一や複数での単位格子表示
枠線の太さ/色/タイプ(実線/破線/点線)の指定
前縁強調オプション(表示部分と非表示部分の境界を3D表示)
セル前面の半透明化/不透明化

 

表面オーバーレイ
空間充填(ファンデルワールス半径内/指定プローブ球半径に対して溶媒が除外された球面内)
色指定＆透明度指定

 

格子面
全方位に対する複数の格子平面(自動生成された対称関係にある面を含む)
平行する平面セットの表示
平面の位置操作(スクロールバーを使用)
平面の移動ボタン(ミラー指数(hkl)の向き/モデルを中央に配置)

 

体積測定データ
1画面での複数の周期3Dデータセットの可視化(結晶構造モデルの有無両方)
次の形式の形式のファイルのインポート(3ED、CASTEP、Gaussian CUBE、DEN, GRD、GULP、VASP, Voxel、XSF)
等面過程かつ定積過程(勾配表示や内部/外部/欠損部分の色のカスタマイズ)
様々なサイズやグラデーションを持つ点群(ポイントクラウド)
様々な透明度の複数の格子平面スライス
スクロールバーやヒストグラムのプレビュー表示を用いたデータ範囲の相互コントロール・「interval lockオプション」→異なるしきい値で迅速な定積過程のブラウジング可能
範囲の限界値を指定(絶対単位/相対単位)
モード/中央/中間/中間範囲/全体範囲プリセット
過疎データセットのバイキュービック法による補間(サンプルの書き換え)

 

原子ベクトル
ベクトルは任意の原子に追加可能(UVW軸方向/色/長さを指定)
出発原子/中を通る原子(ウィリアム・テルのリンゴのように)いずれかのスタイルを選択
選択ベクトルの方向/スタイルを一括編集可能
複数のベクトルがテキストデータ(CMTX形式ファイル)によってインポート可能(ベクトル場の可視化の際など)

 

説明文
原子ラベル：要素タイプ/部位(個々に選択された原子に対して表示)・全体ラベル：化学要素/元素数/z座標表示(ラベルのフォントと位置設定はユーザが指定可能)
結合ラベル(距離)
オーバーレイ文字ボックス(上部や下部を含むリッチテキスト形式の内容)
線や矢印のオーバーレイ

 

追加モデル
xyz軸ベクトルやabc軸ベクトルの表示(画面の隅や中央)
説明文表示(境界や半透明装飾は任意設定)は画面の好きな場所にドラッグが可能
背景のカスタマイズ(単色/グラデーション/インポートした画像ファイル)

 

レンダリングオプション
Phong(フォン)レンダリングモデル(原子球体/結合/多面体/表面からの周囲の影響/拡散作用/鏡面反射などを全てコントロール)
5つまでの光源に対応(環境+4つの光線)・リアルタイムでスライダーバーで調節が可能・マルチタッチのステレオグラムに対応・軸受/昇降制御に対応・「バックライトオプション」を含む
多面体フレームの「ハイライトオプション」細かい/明るい/暗い(任意の値)
深度フェード(制御と範囲)
リアルタイムでの深度プロファイリングのズーム制御(Mac)
全モデルタイプに対する透明度のサポート(CrystalMakerは他のプログラムよりも適切に正確なオーバーラップやフェードを実施)
透視図の距離を表示しながら調節
立体像のプロット(像分離や+方向や-方向への分離角を操作可能)
赤色や青色の目立つ立体像と角分離オプション

 

分子結晶ツール
分子ユニットの表示(1つ以上の完全な分子を表示する最速の方法を使用)
非対称ユニットの表示
分子セルの表示(分子が全て詰まった状態で完全な単位格子の内容)
「損壊した(broken)」分子の修復
疎外(結合内の)原子の非表示
分子の断片の非表示
分子の断片の修復
損壊していない分子を選択する拡張機能
分子の独立化(非選択原子を含む分子全てを非表示)

 

選択ツール
「矢印ツール」と「シフトキー」の同時クリック→原子グループの選択
「矢印ツール」をクリックしながらドラッグ→の矩形選択
「投げ縄ツール」
「多角形ツール」
「選択範囲を拡張」→「最近接物の選択(結合選択不要)」(選択範囲を増やす際の反復処理が可能)
「選択範囲を拡張」→「正円の選択範囲」
「選択範囲を拡張」→「1つ以上の原子を含む分子断片の選択」
「選択範囲を拡張」→「1つ以上の原子を含む完全分子の選択」
「対称性を持つ原子や結合の選択」
選択範囲の分離や非表示

 

相互作用測定
「定規」と「ものさしツール」
「矢印ツール」→ポインタを合わせると原子のプロパティや結合のラベルを表示
「選択インスペクタ」による原子/座標/結合の拡張情報の表示S
「結合距離ツール」→基準の原子にアンカーを設定:任意の原子にポインタを合わせると基準原子からの距離を表示
「結合角ツール」→基準の2つの原子にアンカーを設定:任意の原子にポインタを合わせると角度を表示
「ねじれ角ツール」→ポインタを合わせた時に角度を表示

 

計算
多孔性
多孔性マップ:負電荷(空孔)と正電荷(正孔)の可視化
電子密度マップ:結晶シミュレーション(原子分散因子によって構築)・可視化(点群/格子平面スライス/定積/等面)
空洞部分と通路部分の視覚化に最適な距離マップ
ファンデルワールス面
表面以外の溶媒部分(プローブ半径をリアルタイムで制御)
「空洞ファインダー」→サイズ補正された空洞の重心に半透明球を自動的に追加するオプション
選択原子の重心(中心からの距離)
距離ヒストグラム。調整可能な距離範囲と「入れ物(bin)」サイズや類似分布関数
「最近接結合検索」:指定部位からの距離検索。Overviewウィンドウの出力枠には詳細や正確、ヒストグラム状の表示。
結合距離(関連する全てのエラー伝搬が表示)
選択原子と表示される格子面との距離
指定格子ベクトル間の角度と場合によって格子平面の法線(角計算ウィンドウ)
任意の表示格子面間の角度
分子間角度
格子面間隔d
任意の平行平面の距離
選択原子を通る最良の適合線や適合平面
単位セル体積
多面体体積
密度
化学公式
単一分子システムにおいてのエネルギー
単一分子システムにおいての振動モード(固有ベクトルと固有値を含む出力オプション)
単一分子システムにおいての赤外線スペクトル(吸光度、透過率、増加/減少するxの値それぞれ対応する軸の多様なカスタマイズとグラフ出力)
任意の選択原子が属するリング型のネットワークトポロジ
「空孔ファインダー」→結晶中に存在する最小指定サイズを超える全ての空洞を自動配置・オプションで各空洞の位置にサイズ補正された半透明球を追加
分子重心:複雑な分子結晶を簡素化し各分子の中心を単一ダミー部位として表示

 

操作
マルチタッチ:「ピンチ操作(ズーム)」・「2本の指で水平方向(X軸)や垂直方向(Y軸)にスワイプ(回転)」
タッチバーを使った回転操作やズーム操作 (MacBook Pro)
スクリーン・ツールを利用した触覚的な操作タッチパネルスクリーン(感圧タッチトラックパッド付きのMacが必要)
リープモーション(Leap Motion):3Dモーションセンサーによる手のジェスチャー操作(Windows)→Leap Motion Controllerを使った片手操作(3方向軸)、両手操作(回転+拡大縮小) (Windowsバージョン限定)
マウス操作:構造回転
マウスホイール:x軸とy軸とz軸の回転(キーボードの修飾キーを併用)
回転の速度変更オプション
ツールバーの回転操作用パッド(正確な角度段階を踏んだ回転)
自動回転コマンド(「jiggleモード」と事前設定の連続回転を含む回転)
ツールバーのものさしボタン:ものさしカスタマイズオプション(シフトキー同時押し)
任意の値での拡大縮小(ダイアログ入力)
マウス操作:全構造の移動(移動ツール)
マウス操作:各選択原子の移動と回転(矢印ツール)
全ベクトルあるいは面法線の表示(方向表示コマンド設定)
再生設定:一連の複数構造やシミュレーション結果の軌跡(トラジェクトリ)を高速スキャンする目的の動画スクラバーを含む

 

タッチバーインターフェース (MacBook Pro)
ライブラリ
XYZ回転ダイヤル
事前設定の表示方向
ズーム表示・自動拡大縮小・自動センタリング
原子ピッカー
動画スクラバー
スピン
振動モード:ピッカーとスクラバー

 

変形
選択座標環境の修復オプション(最近接対象物の修復)
選択された2つ以上の部位を1つの部位にマージ(整列化されていない構造等)
複数の構造を単一結晶や分子にマージ
結晶を分子に(分子を結晶に)変形するオプション
結晶変形:3×3変形行列を単位セルの基本ベクトルに変換し一般操作しやすいものに転化(六方晶を基本構造(菱面体晶)に転化)
スーパーセル生成(崩壊)
結晶面図法:目的の結晶面上に単位セルを投影し新しい「表面セル」を作成
初期状態への復帰:構造内に新しい場所を指定するか1つ以上の原子を選択して重心位置を使用

 

結晶エンジニアリング
複数の構造を同じウィンドウ内で連結(領域や境界面の可視化)
結晶格子内に結晶面と平行な指定した幅の空間を挿入
単位セルに原子を挿入(「原子追加ツール」)
単位セル内での原子の複製
座標軸と任意の選択原子の原点からの位置(オフセット)両方あるいはどちらかを直接編集
選択原子のマウスやキーボード操作による移動
任意の選択原子の原子タイプの変更

 

画像と動画
3Dプリントをサポートしプリントに適した独立3DモデルをSTL 3Dファイル形式(binary形式)でエクスポート
COLLADA 3D出力(サードパーティー製品上で使用可能な手軽な交換用ファイルフォーマット)に対応・AppleのiBooks Authorアプリケーションでの動作確認済み(全方向に回転可能な独立3DモデルをiPadやMacのiBooksで使用が可能)
クリップボードに高解像度グラフィックスをコピー可能
ベクトル画像をPDF/EPS(Mac)/WMF(Windows)形式で出力
写実的ピクセルレンダリングによるTIFF/JPEG/BMP/PNG形式の形式で出力(サイズと解像度は任意)・背景の透過オプション(PNGとTIFF形式のみ)
高解像度出力
往復運動のループオプションを用いてアニメーションをH.264形式の動画(QuickTime(Mac)やAVI形式(Windows))として出力し保存
回転する構造の動画を自動生成・任意の回転手順/スピード/ループ等を指定可能

 

表示窓オプション
複数ウィンドウを同時に表示し「並べて表示」「重ねて表示」コマンドを使ってコントロール
フルスクリーン表示とMacの「Spaces(複数デスクトップ表示機能)」を利用可能
ドキュメントタブ(macOSのSierra以降で利用可能)
同一画面内に存在する複数の構造は「構造リスト」ではサムネイル表示
異なるウィンドウ間での構造のドラッグアンドドロップ

 

メモリに関してのプログラムの制限
原子数/結合数/多面体の数は無制限
多面体のサイズは無制限
1つのウィンドウに対しての構造数は無制限
「元に戻す」/「やり直し」の回数が無制限(「Preferenceパネル」内でやり直しのバッファサイズ制限が可能)

 

その他の技術サポート

CrystalMakerには充実した技術サポート体制が用意されています。プログラム標準装備のサポート情報(オンラインヘルプと図表つきのPDFユーザマニュアル)に加え、登録ユーザ向けの優れた技術サポートがあります。

  • 豪華な400ページのユーザガイド:フルカラーで検索しやすいPDF形式
  • PDF形式の2つのチュートリアル
  • 包括的なオンラインヘルプ(目次がついており、文脈に対応したヘルプボタンやメニューコマンドからのアクセスも可能)
  • 登録ユーザ向けのきめ細やかな技術サポートが製品寿命まで提供されます(バージョン番号の1桁目の数字が次の数字になるまでの間)。
カテゴリー
ソフトウェア・サブ
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