紧接上文：Materials Studio官方教程：CASTEP——利用第一性原理预测BN的芯能级谱【1】

3、设置芯孔

为了模拟芯孔效应，应该创建一个足够大的超晶胞，这样可以减少包含芯孔结构的原子周期性镜像之间的相互作用。然而，大型超晶胞需要消耗较多的计算资源，因此在本教程中使用32个原子（6 Å）的超晶胞。

注意：对于研究性实验，如果有更多可用的计算资源，则应使用更大的超晶胞以获得更准确的结果。

现在，将通过重新定义晶格的范围，从初级胞构造超晶胞。

在项目根目录下使得BN.xsd为当前文档。

从菜单栏中选择Build | Symmetry | Redefine Lattice，打开Redefine Lattice对话框。A中输入-3 1 1，B为-1 -1 3，C为1 1 1。单击Redefine按钮，关闭对话框。

从菜单栏中选择File | Save As...，将3D原子结构文档保存为BN_N_hole.xsd。重复此操作，并将文档保存为BN_B_hole.xsd。

从菜单栏中选择Window | Close All，之后双击Project Explorer中的BN_N_hole.xsd文件。

将在氮原子上创建一个芯孔，并确保正确地施加对称性。

在超晶胞中选择任意N原子。

从菜单栏中选择Modify | Electronic Configuration，打开Electronic Configuration对话框。在Core Hole选项卡中，从Shell下拉列表中选择1s，关闭对话框。

从菜单栏中选择Build | Symmetry | Find Symmetry...，打开Find Symmetry对话框。在Options选项卡中，从性质列表中选择CoreShellWithHole。在Find选项卡中，单击Find Symmetry按钮，然后单击Impose Symmetry按钮。关闭对话框。

将在硼原子上创建一个芯孔，并确保正确地施加对称性。

对BN_B_hole.xsd文件重复上述步骤。

从菜单栏中选择File | Save Project。

4、设置带芯孔的CASTEP计算参数并运行计算

将重复前面的CASTEP能量计算，以确定芯能级谱，但这次将考虑B和N芯孔。

使得BN_N_hole.xsd为当前文档。

打开CASTEP Calculation对话框，在Electronic选项卡中，勾选Use core hole复选框。

单击Run按钮，单击Yes按钮，将结构转换为初级胞，关闭CASTEP Calculation对话框。

当计算结束后，文件被传输回客户端。

使得BN_B_hole.xsd为当前文档，再次单击CASTEP Calculation对话框中的Run按钮。

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

5、结果分析

现在可以分析并可视化CASTEP计算结果。

使得BN CASTEP Energy/BN.xsd为当前文档，选择N原子。

从菜单栏中选择Modules | CASTEP | Analysis，打开CASTEP Analysis对话框。

CASTEP Analysis对话框，已选中Core level spectroscopy

选择Core level spectroscopy，确保BN_EELS.castep为指定的结果文件Results file。从Spectrum下拉列表中选择1s(K1)，从Type中选择Absorption。单击More...按钮，打开CASTEP EELS Analysis Options对话框。将仪器展宽Instrumental smearing设置为0.8eV，关闭对话框。

1s[K1]谱对应于1s轨道的芯电子的芯能级谱。吸收光谱模拟在芯孔创建过程中吸收的能量；发射光谱反映芯孔弛豫回基态过程中发射的X射线光子的能量。CASTEP应用的展宽是计算结果的高斯展宽。本教程中使用的值与实验光谱的分辨率相对应(Jaouen et al., 1995)。对于立方体系，如BN，偏振和非偏振入射辐射将产生相同的芯能级谱。

单击View按钮。

图表查看器中显示了BN中氮的芯能级谱。现在创建硼的等效谱。

选择BN CASTEP Energy/BN.xsd结构中的任意B原子，在CASTEP Analysis 对话框中，单击View按钮。

显示了BN中硼的芯能级谱。还可以创建包含1s芯孔的B和N芯能级谱。为了确保包含芯孔，需要选择正确的原子。

使得BN_N_hole CASTEP Energy/BN_N_hole.xsd为当前文档。

单击CASTEP Analysis 对话框中的Atom Selection...按钮，打开Atom Selection对话框。从Select by Property下拉列表中选择Contains Core Hole，单击Select 按钮。

现在，可以查看具有1s芯孔的氮原子的芯能级谱。

在CASTEP Analysis对话框中，单击View按钮。

对BN_B_hole CASTEP Energy/BN_B_hole.xsd文件重复芯孔原子选择和CASTEP分析过程。

6、将结果与实验数据进行比较

在考虑和不考虑芯孔效应的情况下，对BN的芯能级谱性质进行分析，得到了四种光谱，可以与实验数据进行比较(Jaouen et al., 1995)。

本教程到此结束。

参考文献：

Gao, S-P.; Pickard, C.J.; Payne, M.C.; Zhu, J.; Yuan, J. "Theory of core-hole effects in 1s core-level spectroscopy of the first-row elements", Phys. Rev. B, 77, 115122 (2008).

Jaouen et al., Microsc. Microanal. Microstruct., 6, 127 (1995).

【系列教程】

Materials Studio官方教程：CASTEP——模拟Pd(110)表面上CO分子体系的STM图【1】

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