如何產(chǎn)生多組元材料候選結(jié)構(gòu)?
?? ? ? 合理的結(jié)構(gòu)建模是關(guān)鍵的,因?yàn)樵诔墒斓拿芏确汉?jì)算軟件中,用戶根據(jù)確定結(jié)構(gòu)計(jì)算性質(zhì)是相對容易的。對于晶體結(jié)構(gòu),可以通過相關(guān)的數(shù)據(jù)庫網(wǎng)站(如AFLOW等)下載文件;對于分子結(jié)構(gòu),可以通過Avogadro免費(fèi)軟件得到xyz文件。但對于一些特殊的問題,比如在給定分子中,把部分原子替換成其他原子或者基團(tuán),如何生成可能的同分異構(gòu)體?對于給定的體材料,如何生成不同形狀、體積的超胞?把其中一類元素替換成其他元素時(shí),如何得到不同濃度下對應(yīng)可能的結(jié)構(gòu)?類似問題都可以在以下網(wǎng)站中得到解決(點(diǎn)擊對應(yīng)位置的submit即可):
? ? ??http://sagar.compphys.cn/sagar
? ? ? 相應(yīng)的論文鏈接:https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0927025621001117

? ? ? ?以包含8個(gè)Si原子的慣用晶胞為例,我們將結(jié)構(gòu)文件(這里是VASP對應(yīng)的格式)貼入對話框,就可以產(chǎn)生不同數(shù)目、元素種類的原子替換的可能結(jié)構(gòu),做到不重不漏;可以將慣用晶胞轉(zhuǎn)成原胞,生成不同體積、形狀可能的超胞。
? ? ? 模塊A是結(jié)構(gòu)基本信息分析:

? ? ? ? A1返回結(jié)構(gòu)對應(yīng)的空間群;A2可以將多倍晶胞(慣用晶胞)轉(zhuǎn)成原胞;A3是找到對應(yīng)倒空間特征線的路徑;A4返回對稱操作表(在可能的對稱操作下,不同位置之間的輪換關(guān)系),A5是判斷有多少類互相等價(jià)的原子。其中A4和A5有晶體(crystal)和分子(molecule)可選;此外, precision是控制精度,因?yàn)樽鴺?biāo)有舍入誤差,precision太小容易把一些等價(jià)的位置誤判為不等價(jià)。
? ? ?

? ? ? ?模塊B是產(chǎn)生特定體積、形狀的晶胞和指定晶向的表面:
? ? ? ?B1是產(chǎn)生指定體積的晶胞,維度可以選擇是2或者3,這里枚舉和去重的方法來自文獻(xiàn)
Phys. Rev. B 77, 224115(2008)。如果選擇是2維材料,默認(rèn)c軸是真空。
? ? ? ?B2是產(chǎn)生指定晶向(在indices中輸入)的表面結(jié)構(gòu);通過Vaccum控制真空層厚度(程序把結(jié)構(gòu)居中,上下都加了真空),設(shè)置5對應(yīng)真空厚度有10;通過Layers(1,5表示厚度從1層到5層)生成一系列厚度不同的表面結(jié)構(gòu)。
? ? ? ?B3是生成特定的晶胞結(jié)構(gòu),因?yàn)榫О娜齻€(gè)基矢都可以用原胞的基矢線性展開,而且系數(shù)都是整數(shù),因此9個(gè)整數(shù)就確定一個(gè)特定的晶胞,修改這9個(gè)位置的數(shù)字即可。

? ? ? ?C1是針對體材料結(jié)構(gòu),比如要把結(jié)構(gòu)的Si替換成B,insert和remove位置分別輸入B和Si,下面輸入原子個(gè)數(shù),缺省則默認(rèn)從0替換所有可能的Si原子;如果要把Si替換成不同數(shù)目的B和P,可以在insert輸入B,P,在remove位置輸入Si,在下面分別輸入B和P的個(gè)數(shù)。如果要產(chǎn)生空位,就在insert位置輸入Vac即可。
? ? ? ? C2是針對分子和團(tuán)簇結(jié)構(gòu),參數(shù)含義和C1基本相同。
? ? ? ? C3是產(chǎn)生四面體填隙位的結(jié)構(gòu),比如我們在金屬材料的四面體填隙位可以加入H原子,由于四面體中心距離不能太近,可以通過距離最小值來控制。
? ? ? ? C4是產(chǎn)生可能的磁構(gòu)型,我們可以選擇結(jié)構(gòu)文件中出現(xiàn)磁矩的原子,可以設(shè)置初始的局域磁矩,選擇是否只生成AFM結(jié)構(gòu)。
? ? ? ??

D1是生成特定體積以內(nèi)的合金結(jié)構(gòu),包括晶胞的遍歷、同一晶胞下不同濃度的結(jié)構(gòu)生成。
D2是對給定的結(jié)構(gòu)按照維科夫位點(diǎn)數(shù)目分類。