3.3 搭建模型

本節(jié)內(nèi)容包含兩種常用于搭建晶體結(jié)構(gòu)的方法，并展示如何搭建空間維度不同的結(jié)構(gòu)。

3.3.1 三維模型

1.手動建模

(1)查找晶體結(jié)構(gòu)實驗參數(shù)及原子坐標(biāo)。無機(jī)晶體數(shù)據(jù)庫ICSD (the inorganic crystal structure database ) 收集了所有無機(jī)化合物晶體結(jié)構(gòu)信息。包含晶體的化學(xué)名及化學(xué)式、晶胞參數(shù)、空間群、原子坐標(biāo)等各種信息。該數(shù)據(jù)庫每年更新兩次，所有數(shù)據(jù)都由專家記錄，是國際最權(quán)威的無機(jī)晶體數(shù)據(jù)庫。通過軟件FindIt可查閱ICSD 中的晶體結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，為計算建模提供晶格常數(shù)和原子坐標(biāo)(以立方BN 為例)。

如圖3 .24 所示，打開FindIt軟件后，在彈出的元素周期表頁面選擇晶體結(jié)構(gòu)包含的元素，設(shè)置檢索范圍，點(diǎn)擊"Search"。

圖3.25 是通過搜索得到的晶體結(jié)構(gòu)信息。

選中需要的結(jié)構(gòu)后，如圖3 .26 所示，點(diǎn)擊"Pile"，導(dǎo)出晶體結(jié)構(gòu)信息文件。

導(dǎo)出的結(jié)構(gòu)信息如圖3.27 所示(PindIt具體操作信息見附錄) 。

(2) 建立3D Atomistic Document。打開MS 后，右擊已經(jīng)建立的"Project " ，選擇"New" 命令(或是直接在工具欄中執(zhí)行New 命令)， 在出現(xiàn)的對話框中打開"3D Atomistic Document" ，模型顯示區(qū)域出現(xiàn)建模背景，操作如圖3 .28 所示。

(3)構(gòu)建晶格。在菜單欄中選擇"Build-Crystal-Build C可stal" 命令， 彈出"Build C可stal" 對話框。分別在"Space Group" 和"Lattice Parameters " 命令下設(shè)置空間群和晶格常數(shù)。如圖3 .29 所示，空間群是F43m ， 空間群代號是216 ，輸入空間群代號即可;由于是立方晶系，系統(tǒng)默認(rèn)α= 盧= y = 900 ，晶格常數(shù)α = b = c = 3.62á，輸入a 即可。

( 4) 添加原子。在菜單欄中選擇"Build-Add Atoms" 命令， 出現(xiàn)添加原子對話框，選擇元素并輸入坐標(biāo)，執(zhí)行"Add " 命令，如圖3. 30 所示， ? 原子的坐標(biāo)是( 0， 0， 0 ) ， N原子坐標(biāo)是(0.25， 0.25, 0.25) ，輸入一個坐標(biāo)出現(xiàn)多個原子是因為晶格的對稱性，搭建的模型系統(tǒng)自動默認(rèn)為棍狀模型。

(5) 修飾模型。在模型顯示區(qū)域單擊鼠標(biāo)右鍵，選擇"Display Style" 可以更改晶格和原子顏色以及原子顯示方式，選擇"Display Options" 可更改模型背景，選擇"Lighting"可以調(diào)節(jié)原子亮度，選擇"Lable" 可以給原子添加標(biāo)簽，如圖3.31 所示，修飾后的圖為常用的球棍模型，灰色小球是B 原子，黑色小球是N 原子。

2. 模型導(dǎo)入

右擊已經(jīng)建立的"Project" ，選擇"Import" 命令，在" Structures "中查找所需晶體結(jié)構(gòu)， 直接導(dǎo)入結(jié)構(gòu)。打開" Structures" 文件夾，找到陶瓷類文件夾，選擇金剛石結(jié)構(gòu)即可( 以金剛石結(jié)構(gòu)為例) (圖3 .32 和圖3 .3 3 )。