训练4：构造石英晶体精要.ppt

* 四、构造?－石英晶体 目的: 介绍晶体建模工具 模块: Materials Visualizer 前提: 已有一个 project 引言 对无机晶体材料进行建模是一个重要的领域，特别是对于有关的应用，例如多相催化剂的设计（如沸石催化剂），在石油、天然气探测中的矿物采样分析等。本教案通过构造?－石英晶体，介绍一些Materials Studio晶体建模的功能。 内容 1. 建立?－石英晶体 2. 加入硅原子和氧原子 3. 对比?－石英晶体结构的两种版本 1. 建立?－石英晶体 * File / New... ，在出现的对话框中，选 3D Atomistic ，然后单击 OK 按钮，打开一个新的3D Viewer 。 * 在Project Explorer 中，新的3D Viewer 是 3D Atomistic.xsd 。选中 3D Atomistic.xsd，按右键， 选择 Rename ，键入 my_quartz_alpha ，按ENTER 完成命名。 1 6 2 3 5 4 * 选择 File / Save ，这样就在my quickstart project 中建立了一个名为my_quartz_alpha.xsd 的 3D Atomistic 文档。 * 在新建的my_quartz_alpha.xsd 3D 文档中，从Build 菜单选择Crystal下的 Build Crystal...，打开相关的晶体模建对话框。在Space Group 栏中，选择 Enter Group，输入P3221，并且按下Tab 键进行确认。也可以从下拉菜单中选 择该空间群；如果你知道该空间群的序号，也可以直接输入该序号。 * 在Lattice Paramenters 栏中，在相应的地方输入Alpha 石英的晶胞参数a 和 c ，a=4.910 ? ， c=5.402 ? 。 注意，一旦选中了空间群，那么相应的晶胞参数b, α, β, 和 γ就会依据群的 限制，被自动设定。 * 按下Build 按钮，一个空的晶胞就会出现在文档中，关闭对话框。 1 2 3 4 5 6 8 7 9 10 空晶胞 2. 加入硅原子和氧原子 由于已经定义好了晶体的对称性，只需要加入一个硅原子和一个氧原子，那么根据对称操作，会产生整个晶体的相应原子。 从Build 菜单中选择Add Atom。此选项会打开Add Atom 对话框，也可以在Atom and Bond 工具栏上单击Add Atoms按钮 ，打开Add Atom 对话框。 进入Options 栏，确认Test for bonds as atoms are created 被选中。当该选项被选中的时候， Materials Studio 会在晶体建造过程中，自动产生相应的键。 Materials Studio也有一个通用的Bond Calculation 工具，可以从Build 菜单中调用，该工具允许你选择、编辑并定义最佳的成健方案。在本例中，默认值就已经足够了。 仍然在Options 栏中，确认Coordinatie System 是Fractional。 1 2 打开Add Atom 对话框 进入到Atoms 栏中，从Element 下拉菜单中选择Si，并输入相应的a、b、c 数据。a=0.480781, b=0.480781, c=0.0。 Si 原子和其对称原子加入到晶胞内。 1 2 3 4 6 5 同样的，我们可以加入氧原子。氧原子的参数为a=0.150179，b=0.414589，c=0.116499。氧原子和其对称原子加入到晶胞内，程序会自动计算并加入相关的键。 3 2 1 4 3 2 1 原子加入后检查晶体对称性，序号没变，正确。 若原子的分数坐标有误，对称性改变。 2 5 4 3 1 7 6 3. 对比?－石英晶体结构的两种版本 下面对比Materials Studio结构数据库中的Alpha石英晶体和自构造的Alpha石英晶体。 按下列路径输入数据库中的Alpha 石英晶体， File / Import...