紧接上文：

Materials Studio官方教程：CASTEP——CO分子在Pd(110)表面的吸附【1】

Materials Studio官方教程：CASTEP——CO分子在Pd(110)表面的吸附【2】

6、在1×1 Pd(110)表面添加CO分子并进行结构优化

现在的将要基于(1×1) Co on Pd(110)文件夹中的结构文件进行模型建立。

在Project Explorer中，打开(1×1) CO on Pd(110)文件夹中的(1×1) CO on Pd(110).xsd文件。

现在将在短桥位上方添加CO分子。根据Pd(110)表面上CO分子吸附的实验中测定的键长来确定CO和Pd(110)表面的距离。

yz平面中Pd(110)表面上CO分子吸附的几何结构。在Original显示模式下，阴影标记的原子将不显示在晶格中。

第一步是添加碳原子。Pd-C键长（用d_Pd-C表示）应为1.93 Å。当使用添加原子工具时，可以输入笛卡尔坐标，也可以输入分数坐标。但在本例中，需要使用分数坐标x_C、y_C和z_C。x_C和y_C的值计算起来相对简单，分别为y_C = 0.5，x_C = 0。z_C坐标的计算相对复杂。可以从z_Pd-C 和z_Pd-Pd这两个距离计算得到。

z_Pd-Pd是晶胞常数a₀除以√2，应为2.80 Å。

z_Pd-C由下式算得：

应为1.33 Å。

将z_Pd-Pd和z_Pd-C进行加和，即可得到z_C，大约应为4.13 Å。需要将这个距离转换成分数长度，可使用晶胞参数Lattice parameters完成。

右键单击3D模型文件空白处，在弹出的快捷菜单中选择Lattice Parameters。记下c的值。

z的分数坐标可用z_C除以晶胞参数c得到，该值约为0.382。

打开Add Atoms对话框，选择Option选项卡。确认坐标系统Coordinate system已选为Fractional。在Atoms选项卡中，将Element更改为C，将a的值更改为0.0，b的值更改为0.5，c的值更改为0.382。单击Add按钮。

如果想确认所建立的模型的正确性，可以使用Measure/Change工具。

在工具栏中单击Measure/Change后面的箭头，从下拉列表中选择Distance。单击Pd-C化学键。

下一步是添加O原子。

在Add Atoms对话框中，把Element改为O。

C-O化学键键长的实验值是1.15 Å。在分数坐标系统内，该值是0.107，把该值与C原子的分数坐标z坐标值（0.382）相加，就得到O的z坐标值为0.489。

将c的值更改为0.489，单击Add按钮，关闭对话框。

进行Pd表面模型计算时所使用的对称性是P1。但是该体系拥有更高的对称性，即使添加了CO分子。可以通过运用寻找对称性Find Symmetry工具寻找并施加对称性，从而提高后续计算速度。

单击Symmetry工具栏上的Find Symmetry按钮，打开Find Symmetry对话框。单击Find Symmetry按钮，然后单击Impose Symmetry按钮。

对称性为PMM2。

打开Display Style对话框，选择Lattice选项卡。将Style更改为Default。在Atom选项卡中，选择Ball and stick显示模式，关闭对话框。

结构应与下图相似：

在对结构进行几何优化之前，需要在(2×1) CO on Pd(110)文件夹中保存该结构文件。

在菜单栏中选择File | Save As...保存1×1体系。同样选择菜单栏中的File | Save As...，导航至(2×1) CO on Pd(110)文件夹，将文件保存为(2×1) CO on Pd(110).xsd。

现在准备进行结构优化计算任务。

从菜单栏中选择File | Save Project，和Window | Close All。

在Project Explorer中，打开(1×1)CO on Pd(110)文件夹中的(1×1)CO on Pd(110).xsd结构文件。

打开CASTEP Calculation对话框。

保持之前设置的计算参数。

单击Run按钮，关闭对话框。

同样，在计算过程中，可以继续构建最后的结构模型。

7、建立和优化2 × 1 Pd(110)表面

首先，在(2×1) CO on Pd(110)文件夹下打开一个3D Atomistic文件。

在Project Explorer中，打开(2×1) CO on Pd(110)文件夹中的(2×1) CO on Pd(110).xsd文件。

当前的结构是一个1×1的晶胞，因此需要利用超晶胞工具将其修改为2×1晶胞。

在菜单栏中选择Build | Symmetry | Supercell，打开Supercell对话框。将B的值增加为2，单击Create Supercell按钮，关闭对话框。

结构应与下图类似：

CO分子在Pd(110)表面的(2×1)晶胞

现在让CO分子相彼此方向倾斜。为方便该操作，把位于y=0.5位置的CO分子记为分子A，y=0.0的CO分子记为分子B。

选择B分子中的碳carbon原子。在Properties Explorer中，打开XYZ性质，将X的值减去0.6。对B分子中的氧oxygen原子重复此操作，不同的是把它的X值减去1.2。

对分子A重复上述操作。

选择A分子中的碳carbon原子。在Properties Explorer中，打开XYZ性质，将X的值加上0.6。对B分子中的氧oxygen原子重复此操作，不同的是把它的X值加上1.2。

沿着z轴俯视，看到分子构型应如下图所示：

但是，注意到Pd-C和C-O的键长值与其原来的值有所差别。

选中A分子中的碳carbon原子，使用Properties Explorer，把FractionalXYZ性质中的Z值更改为0.369。对B分子重复上述操作。

此操作修正了Pd-C的键长。可通过Measure/Change工具修正C-O键长。

单击Sketch工具条上Measure/Change按钮后边的下拉列表箭头，从下拉菜单中选择Distance。点击A分子的C-O键。

选择3D Viewer工具条上的3D Viewer选择模式Selection Mode工具，单击结构文件空白区域。在Properties Explorer中，将Filter改为Distance。

将Distance性质更改为1.15 Å。对B分子重复上述操作。

现在需要重新计算体系的对称性。

打开Find Symmetry对话框，单击Find Symmetry按钮，然后单击Impose Symmetry按钮。

现在结构的对称性是PMA2。在单位晶胞中Pd表面上CO的分子数目由3个变为2个。现在可以准备优化体系的几何构型。

打开CASTEP Calculation对话框，单击Run按钮。

计算开始。计算完成后，将需要提取体系的总能量，详见下一节。可以继续进行下一节的操作，从之前的计算结果中提取能量。

【系列教程】

Adsorption Locator模块—定位SO2分子在Ni(111)表面的吸附位置【1】

Amorphous Cell模块—演示如何将分子填充到现有结构中【1】

CASTEP模块——利用第一性原理预测AlAs的晶胞参数【1】

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