用material studio 画晶胞及参数设置.pdf
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一种情况: 从程序自带的各种晶体及有机模型中导入体系的晶胞
1. 打开MS,由fileimportstructuresmetals\pure-metalsFe 导入Fe 的晶胞。
2 . 由buildSurfacescleave Surfaces 打开对话框.
在对话框中输入要建立的晶面(hkl ),选择position,其中depth 控制晶面层数。
3 . 进入buildSupercell ,输入A 、B 、C 的值,得到想要的超晶胞。
4 . 到该步骤,我们已经建立了一个周期性的超晶胞。如果要做周期性计算,则应选择buildCrystalsbuil
d vaccum slab,其中真空层通常选择10 埃以上。如果建立团簇模型则选择buildSymmetryNon-periodic
Structure ,去掉模型的周期性,并跟据自己的实际需要删除部分原子,得到想要的团簇模型。
5 . 在表面插入分子时通过菜单栏上的几个小图标添加即可。
二种情况: 手动建模,优点是可控制晶格常数。
6 . 首先从文献中查到晶体的晶格常数的实验值。
7 . 打开buildCrystalsbuild crystals,可见到对话框。
在对话框中选择空间群与点群,然后在Lattice Parameter 中设置晶胞基矢的长度及夹角。
8. 然后打开buildAdd atom,从对话框中输入坐标。这里只需输入几个有代表性的原子的坐标,不必全
部输入。在坐标输入前首先在option 页面中选择coordinate system,或者分数坐标或者卡迪尔坐标。
9 . 以下步骤重复2-5 步。
10.需要注意的是,采取什么样的团簇并不是任意的。 因是很多模型构造出来后在优化过程中往往不收
敛。要避免这个问题的办法是查阅文献,参考文献上模型进行选取,因为它们的模型通常是经过试验证实
收敛的。
几点说
1. 与高斯相比,dmol3 能够计算的体系更大。如果要研究表面的吸附,而模拟表面的团簇模型又比较大,
建议采用dmol3 。如果计算的是局部化学反应,而体系也不是很大,则可以使用高斯。
2 . 关于是否考虑周期性条件的问题
研究金属表面时,团簇计算方法在前些年由于计算量小曾经被广泛的应用过,直到现在也被很多人在使用
着,主要被用来计算吸附和多个分子的共吸附等,即不考虑化学键的断裂。近年来由于国际上计算能力的
提升,人们开始考虑周期性条件,这点从JPCA,JPCB,PRL,PRB,JACS 等杂志上刊出的文章里也可以
看出,但是计算量要大很多。
需要注意的是,由于团簇计算方法没有考虑周期性,即在k 空间里只计算了 点,采用该方法计算表面的
化学键的断裂 (即表面扩散问题等)时有可能受到质疑。
3 .在研究表面时,通常把团簇固定,只优化吸附在表面的分子,这一点可以通过菜单栏上的ModifyCons
traint 实现。首先选定团簇中需要固定的原子,然后在下面的对话框中打勾。同时也可以在Measurement 里
固定部分键长和键角。
4. 关于计算参数设置
主要有几个参数需要注意
1 对于Electronic 页面,需要注意的是Core treatment,对于过渡金属原子通常需要考虑相对论效应,因此一
般不使用All Electron 方法。其他几种方法任选。
Basis set 应为DNP ,Setup 下的Quality 一般选fine 。为了提高计算速度,一个较好的办法是先用粗糙的
Basis set 和Quality 进行优化,然后再提高精度。
2 还有一个非常重要的选项是ElectronicMoreSCF 里的Use smearing 。这个关键字有助于加快收敛,但
是设的多大往往会产生错 的结果,它也相当于允许的 差范围。具体设置办法可参考help 。
其他的关键字可酌情设置。
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