建筑晶体和板坯

在本教程中,我们展示了多种工具的工作,这些工具组合使您能够强大地建立周期性结构。

如果您对定期结构不感兴趣(例如,如果您只使用ADF),则可以跳过本教程。

您可以使用的仪器是:

  • 晶体结构工具。
  • 数据库中的预定义晶体结构(通过搜索字段)。
  • CIF文件导入器。
  • 来自太空组信息的水晶构建器。
  • 超级电池工具放大单元电池。
  • 切片工具从任何水晶中切出板坯。

要使用这些工具,您需要在定期模式下使用ADFInput。例如,通过切换到频带模式,或通过切换到DFTB或MOPAC,然后再改变周期性。

晶体结构工具

如果您很幸运,您的Crystal结构已包含在Adfinput中。大多数共同结构都在那里。 NaCl是其中之一。

启动ADFInput并切换到频段(或DFTB,并将周期性切换为“批量”)
单击工具栏上的雪花样象形图。
选择“立方”格子然后NACL
../_images/structuretool_selectnacl.png.

接下来,弹出一个对话框,可以在其中更改结构的参数,例如晶格常量

../_images/nacldialog.png

在这种情况下,没有必要改变任何东西。

单击“确定”
查看→定期→重复单元单元格

您可以手动调整像晶格常量等细节。例如LIF:它具有与NaCl相同的晶体结构,但其他元素和不同的晶格常数,即4.01:

../_images/lifdialog.png.
再次打开NACL对话框
如图所示更改晶格常数和元素
单击“确定”

NaCl晶体结构将被新的LIF晶体结构代替。

一些晶体结构具有更多参数。

从雪花工具中选择“四方”,然后是“金红石”
单击“确定”
../_images/rutiledialog.png.

如您所见,它有两个需要指定的晶格参数。但现在氧气的位置也有一个参数“x”

单击“确定”后,您的屏幕将如下所示

../_images/tio2rutile.png

Crystal Structures数据库

晶体结构工具已知的所有晶体结构也可通过搜索工具提供。

就像您可以搜索分子一样,您可以搜索水晶。所以让我们再次制作NACL:

文件→新建
单击“搜索”图标,或按Control或Command - F.
键入'nacl'(没有引号)

你应该得到几匹配:

../_images/searchnacl.png.

选择NACL晶体结果(不是分子!):

单击“NACL”搜索结果(在Crystals部分中)

你现在应该再次有一个NaCl水晶。

../_images/naclfromsearch.png.

目前,包括许多简单晶体的结构,以及几个复杂的结构(由MOPAC优化)。沸石框架也被包括为使沸石结构的起点。

水晶生成器(来自太空组信息)

结构数据库非常方便,但必需不完整。一种更强大的方法是从空间组信息构建3D晶体。在这里,我们举例说明如何再次构建TiO2(金红石),现在来自空间组。

打开Crystal Builder:
单击雪花工具并选择“来自太空组”
../_images/fromspacegroup.png.

和以下窗口弹出

../_images/crystalbuilder.png

金红石有空间组的对称性

在空间组“数字”字段中输入136,然后按Return(在Windows上输入键)。
../_images/spacegroup136.png.

注意浏览器如何反映更改以及如何“名称”和“格子”值如何变化

现在将两个晶格参数设置如下

../_images/crystaldialoglatticeconstants.png

我们仍然需要定义原子坐标。对于初学者,单击“坐标”下面的加号

../_images/coords136_first.png

在一本关于水晶结构的书中,您可以发现金红石有两个占用的网站。 Ti原子在“A”网站上

选择TI原子并选择“A”站点
../_images/coords136_ti.png.

氧气占据“F”网站。

单击加号添加网站
将原子类型更改为“o”和网站“f”
../_images/coords136_o_initial.png

正如您在“Conords”列和“参数”列中看到的那样,此站点具有未确定的参数“X”。 (它代表了这个空间组的对称行。)在本书中,您可以找到TiO2“x = 0.3”。

将“x”设置为0.3

最终对话框看起来像

../_images/rutilefinaldialog.png.
按“申请”,如果看起来有任何好消息“关闭”
../_images/rutilefinal.png

在工具栏中,还有另一个可以使用的工具:星形按钮。 就像分子的类似按钮一样,此按钮将尝试检测系统的对称性,并进行小的变化以调整完美对称性。 它通过Spglib实现这一点,查看帮助气球了解详情。

单击“对称”按钮(工具栏中的Star)

你已经有完美的对称性,所以没有变化。 应报告检测到的对称性:

../_images/rutilesplib.png.

您可以查看较大的水晶部分,并仍然看到单位单元格:

右键单击“定期显示”按钮(4个点)
在左上框中弹出2类型2的对话框中(其他元素将遵循)
单击“确定”
使用CTRL / CMD-J和CTRL / CMD-K使邻居单元格或多或少透明(或在“视图”菜单中使用菜单命令)

这将为您提供这样的视图:

../_images/rutiletransparent.png

Sliarer:建造板坯,将原始转换为常规细胞

切片机是一个非常简单而强大的工具,可以从任何晶体结构中制作平板。 在该示例中,我们构建了Cu(111)表面的三层板。

从“立方”晶体中选择FCC

元素和晶格常数对于Cu而言已经是正确的。

../_images/fccdialog.png.
按“确定”生成Cu格子
查看→定期→重复单元单元格 if needed
../_images/culattice.png

让我们调用切片机工具来剪掉板坯。切片工具图标如下所示:

../_images/slicetoolbutton.png.
单击工具栏中的“生成板”图标

adf.Input窗口的右侧将显示“生成板坯选项:

../_images/surfaceslicetool.png.

如果将鼠标置于Miller Indices字段,则应获得一个气球,该气球解释了如何设置适当的米勒索引。 在该特定示例中,它表明我们需要首先转换到传统单元小区。因此:

选择 编辑→晶体→原始到常规单元格 command
点击 好的 在告诉您已检测到FCC晶格类型的窗口中
将米勒索引设置为(1,1,1)
将图层的数量设置为3
../_images/dialog111cu.png.
按OK.

按确定后,您将看到(从顶部)

../_images/cu111top.png

您可能希望旋转它或按工具栏中的侧视图按钮以说服自己是三层板块。

../_images/cu111side.png

创建超级电池

通常,您想使用更大的单位单元格。您可以为链条,板条和水晶做这件事,但我们将展示它为平板工作的工作原理。

我们将继续使用3层CU平板:

选择 编辑→晶体→生成超级电池... command

从而调用超级电池工具

../_images/supercelltool.png.

在这里,您可以看到新的格子矢量如何表达旧的。因为我们有一个板坯,这是一个2x2矩阵。

使用默认值(在对角线上)
按OK.

并且您每层有三个原子的更大单位单元:

../_images/cu11s3.png.
关闭adfinput.