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Materials Studio入门到精通【3】原胞与晶胞的小知识

已有 15717 次阅读 2021-4-12 15:13 |个人分类:科研干货|系统分类:科研笔记

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Materials Studio入门到精通【3】原胞与晶胞的小知识

Materials Studio系列教程:

Materials Studio入门到精通[1]:模块介绍

Materials Studio入门到精通[2]:导入晶体结构和调整显示方式

作者:Ravi

小MS准时与您见面啦,大家有没有想我?上次的知识大家都学会了吗?上次,我们导入了一个金刚石晶体的结构文件,并修改了其显示方式,大家还记得怎样操作吗?

这一次我长胖了一点,因为食言而肥嘛,本来说好了要给大家讲一讲如何自己建立一个晶体结构,但是据说还有不少小伙伴对原胞(Primitive Cell)和惯用胞(Conventional Cell,也叫晶胞)的理解不够清晰,所以特意开设了一次教程,为大家解释一些这方面的内容,那个,SCI还有Special Issue,所以我开一次特别讲座大家可不要有意见哦,内容同样精彩。当然,也欢迎小伙伴们在留言区积极提出问题,小MS一定会知无不言言无不尽,为大家一一解答。好的,言归正传,就开始我们今天的内容吧。原胞是指可以满足周期性(也就是扩大几倍之后会变成惯用胞),而惯用胞中包含所有的对称要素,例如对于金刚石结构,只需要用一个含有两个原子的原胞就可以表示其周期性结构,而需要8个原子的惯用胞(晶胞)才能够描述全部的对称要素。

FCC结构晶体的原胞和惯用胞(图片源于知乎专栏,另有其他结构晶体的原胞和惯用胞的详细解释:

zhuanlan.zhihu.com/p/24

另外,我们也在MS中利用金刚石结构对原胞和惯用胞进行了标示,如下图所示。

金刚石原胞和惯用胞(原胞为黄色原子围成的区域,惯用胞是所有原子组成的晶体)这个图片是从MS里复制出来的?是的,的确是,虽然您可能怀疑,因为可能您输出的图片是这样的:

可能是在您电脑上显示的金刚石晶体如果您可以做到这一步,已经非常不错了,因为您已经学会了利用Display Style选项改变结构的显示方式,说明上次课程学习的非常认真,小MS给您点个赞哦。那么怎么改变背景颜色呢?上次我们说到右键之后有一个Display Style的选项,那么在它下面会有一个Display Option的选项,里面的Background选项卡就可以改变背景的颜色了,还有其他的选项卡大家可以先探索一下,看看有什么有趣的功能,可以在后台和小MS交流,等我们需要的时候再对这些内容进行讲解。

改变背景颜色可是把背景色改成了白色晶格又不见了?别着急,这是因为晶格的颜色原本就是白色,所以好像看不出来了,只要用Display Style选项中的Lattice选项卡,就可以对晶格的显示方式(无、虚线、线条、棒状)和颜色进行修改。如果想要对晶格进行旋转,只要按住鼠标右键,在空白地方拖拽就可以调整到合适的角度进行显示,当然键盘的上下左右键可以进行每次45°的旋转,我们的晶体可以45°仰望天空,很美吧。但是天空看久了也会累,想要回到最初的显示角度,您可以试一下键盘上的Home键,或者工具栏上的小房子

,送我们可爱的小晶体回家吧,回家吧,回到最初的美好。

改变晶格显示方式颜色改变我知道就是在Display Style中的Atom选项卡(改变部分原子颜色要选中它们,可以按住Ctrl键,逐个单击要选中的原子)可是还有化学键呢?那些化学键是怎么没的?这可以由以下方法实现:首先要选中所有的化学键,一个一个选中好累,只需要按住Alt键,再双击某个化学键就可以做到了。然后,就会在Properties区出现关于化学键的各种性质,其中有一个性质叫做IsVisible(是可见的吗?)把它改成No,您就会发现化学键神奇地消失了,实际上这些化学键还是存在的,只是不显示了而已。性质区实际上是一个很有用的区域,可以对很多对象的性质进行查看和修改,我们之后还会多次用到,要记得哦。

性质区修改化学键显示性质另外我们再说一个关于原胞和惯用胞的最后一个小问题,有的小伙伴做的不是立方晶体,而是六方晶体,他们就会发现,诶?晶胞和惯用胞选项不见了?其实他们还在原地,不离不弃,只是名字变化了而已,Rhombohedral Representation(三方晶系表示)和Hexagonal Representation(六方晶系表示)就是他们的新名字,从状态栏也可以看出,三方晶系表示就对应着原胞,而六方晶系表示就对应着惯用胞。

六方晶体的三方晶系和六方晶系表示其实就是原胞和惯用胞在MS计算中使用原胞可以大大减小计算量,但是有时候由于原胞缺乏必要的对称性,有可能造成计算结果的不够准确。另外如果需要切表面,要从惯用胞开始进行切割。这就是我们今天的内容,为大家介绍了很多关于原胞和惯用胞的问题,另外对一些显示方式进行了说明,请大家继续期待我们下一期的内容,小MS与您相约,不见不散。

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