作者：Ravi

Materials Studio系列教程：

Materials Studio知识点精选第一期

Materials Studio知识点精选第二期

Materials Studio知识点精选第三期

Materials Studio知识点精选第四期

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

Materials Studio入门到精通[3]：原胞与晶胞的小知识

Materials Studio入门到精通[4]：从无到有建立晶体结构

Materials Studio入门到精通[5]：晶体中的点缺陷：无序固溶体

Materials Studio入门到精通[6]：晶体中的点缺陷：同种原子两种化合态混合

今天我们继续对点缺陷的问题进行讲解。晶体中的缺陷分为点缺陷、线缺陷和面缺陷，点缺陷又叫做零维缺陷，由于原子的热运动，是无法避免的。点缺陷包括空位、取代（杂质原子替代原本的原子）、间隙（杂质原子处于原本原子形成的空隙之间，可以由本身原子形成，也可以由外来原子形成）等。

晶体中的点缺陷那么，我们如何在Materials Studio中实现对于这些点缺陷的建模呢？今天就让我们对于空位的问题进行探索，并且对一些晶体学的知识进行回顾。首先我们引入一个Ir晶体结构，文件路径为Structure—metals—pure-metals—Ir.msi，并且调整下显示方式。接下来我们要建立一个空位了，让我们选中一个Ir原子，并且按下键盘上的Delete键……神奇的事情发生了，我的所有Ir原子全部消失了，只剩下一个空荡荡的格子诉说着曾经的辉煌和现在的沉默。谁能了解我的痛苦？谁能告诉我究竟做错了什么？

用Delete键删除一个原子之后其实错误源自于晶体的对称要素，虽然在显示中，我们仿佛能够看到很多原子，但是实际上由于对称要素限制，这些原子都处于相同的环境中。注意，相同的环境并不代表是同一个原子，我们这里，所有顶角上的原子是1个原子，而面心上的原子共有相当于3个属于这个晶胞，也就是这个晶胞中一共是有4个Ir原子的，但是由于对称性，这些Ir原子周围的环境是完全相同的，也就是说它们之间是互相关联的，所以才会牵一发而动全身。那么我就想要删除一个原子怎么办呢？根据上面的分析，只要打破晶格的对称性就可以了，那么有没有什么空间群是完全没有对称性的呢？这就是我们之前说过的1号空间群P1。

取消对称性接下来我们进行这样的操作，Build菜单—Symmetry—Make P1，就能把结构的对称性取消（可以在Properties区域中，Lattice 3D选项卡，可以看到相关的性质，布拉维格子变成了三斜晶系，空间群为P1）。接下来我们就可以后续操作，这个时候如果删除一个原子，就可以发现就只删除了一个原子，不会删除其他的原子了。请不要问小MS为什么如果删除的是顶角原子，8个顶角原子都没有了（顶角原子每个只有八分之一属于这个晶胞），如果删除面心原子，相对面上的两个面心原子都不见了（面心原子每个只有二分之一属于这个晶胞），因为那本来就是同一个原子好的吗。

空位模型其实这样的空位模型还是有对称要素的，当然它的对称要素和没有空位的时候可能不同。按照对称性而非P1空间群进行计算，可以大大减少计算量。那么我们如何把对称要素再添加到结构中呢？我们可以找到其对称性。在Build惨淡中，Symmetry选项下有一个Find Symmetry选项，现在我们来选择这个选项，就会打开一个对话框。我们先单击Find Symmetry，就可以找到新的晶格对称要素和空间群，比如我们就找到了PM-3M空间群，再单击Impose Symmetry，就可以将该对称性引入到晶体结构。

寻找对称性我们可能会看到所显示的晶体结构和之前有细微的不同，但是这是显示上的问题，实际上还是和之前一样的。和之前一样，我们可以在Properties区域，或者Build—Symmetry—Show Symmetry选项，都可以看到结构的空间群已经变成了新的PM-3M。

空位模型的空间群不过，作为一个金刚石发烧友，所听到金刚石中最著名的点缺陷当然是NV色心，这是由一个空位和一个掺杂的N原子所组成的结构，可以发射高亮度荧光，在量子计算机中有相当的应用前景。那么如何建立这样的结构模型呢？且听下回小MS与您细细分解。

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Materials Studio教程（十一）：需要了解的一些知识

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Materials Studio教程（十四）：结构优化

Materials Studio教程（十五）：差分电荷密度

Materials Studio教程（十六）：STM模拟

Materials Studio教程（十七）：Materials Studio和CSD联用

Materials Studio教程（十八）：Materials Studio和CSD联用（续）

Materials Studio教程（十九）图形化界面操作及计算方法

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