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小木蟲論壇-學術科研互動平臺 » 計算模擬區(qū) » 第一性原理 » 其他 » 固體物理和MS學習
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375642546木蟲 (正式寫手)
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[交流]
固體物理和MS學習 已有28人參與
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化學出身，學習固體物理和MS有二十來天了，感覺比較迷茫，特此開貼：一來記錄自己的學習歷程，二來請各位老師同學指點，三來敦促自己加快進度。老板布置下任務要研究無機晶體異質(zhì)結。初期感覺毫無頭緒，后來聽說需要固體物理知識，便買了黃昆先生的《固體物理學》，由于本人數(shù)學物理基礎較差，看了兩章多就完全看不懂了。于是，跑到圖書館借了本閻守勝先生的《固體物理導論》，更看不明白了。后來，有網(wǎng)友推薦了kittel的《Introduction to solid state physics》，我分別得到了中英文版本，最近對照著看這兩本書，暫時還沒遇到不可逾越的困難。因為后面有老板追著，《固體物理》只能抽空學，文獻和MS也不敢落下。經(jīng)過一番焦頭爛額，最近終于知道該干點啥了，大體瀏覽了MS的help，就開始學習castep模塊了。 （一）學習搭建初始結構。 （1）先跟著MS->Tutorials->CASTEP tutorials下做了一遍“Predicting the lattice parameters of AlAs from first principles”這個練習，基本上無腦下一步，收獲甚微。參考說明書，自己動腦重做一遍。AlAs的space group是F-43m（需要補充空間群的知識），建好的晶格屬于立方晶系。接下來需要add atoms了，這一步的困難是不理解fractional coordinates，只能先死搬硬套說明書了。加入Al原子后發(fā)現(xiàn)，該體系的布拉伐格子為“面心立方”。加入As后發(fā)現(xiàn)，通過對稱操作，顯示了本單元胞內(nèi)所有原子和相鄰單元胞的一些相關原子。相鄰晶胞的原子需要通過rebuild crystal來除掉。除掉相鄰晶胞的原子后的晶體單元看起來漂亮多了，看來，Rebuild Crystal這個工具不可小覷哦。現(xiàn)在得到了一個類似Zinc blende的結構。將慣用晶胞轉(zhuǎn)化為原胞。Ok了，一個簡單的AlAs原胞已經(jīng)搭建成功。 （2）為了加強理解與記憶，決定搭建一個與MS說明書中練習的AlAs晶體差別較大的晶體，于是選定了纖鋅礦ZnS結構。首先，從文獻progress in Materials Science, 2011,56,175-287中找到了它的lattice parameters：a=b=3.82埃，c=6.26埃，Z=2(space group=P63mc)，其中Z=2表示一個晶胞中有兩個不對稱單元。后來發(fā)現(xiàn)，Wikipedia中也可以查到纖鋅礦ZnS的lattice parameters。依葫蘆畫瓢搭建了一個Wurtzite Zinc結構，F(xiàn)ig 1。在搭建過程中，感覺好像理解了什么是分數(shù)坐標（見段尾）。為了便于其它蟲蟲指正或者參考，這里給出纖鋅礦ZnS的分數(shù)坐標，Zn（1/3,2/3,0），S(1/3,2/3,3/8)。我這些分數(shù)坐標都是通過初等幾何算出來的，不知道其他蟲蟲有沒有其它高明的手段，還請賜教。老實說，如果不參考ICSD數(shù)據(jù)庫，這個構型我是搭不出來的�？偟膩碚f，搭建構型是一個非�；A，看起來簡單實際上需要大量練習的活兒。 Fig 1.PNG PS: Fractional coordinates：我的理解是在以a，b，c為基矢的坐標系統(tǒng)中，原子的中心位置相對于origin的坐標。也可以參考Wikipedia中的解釋。 （3）搭建hBN�？吹角笾�http://www.gaoyang168.com/bbs/viewthread.php?tid=6121829&fpage=1。拿來作為練習吧。這位網(wǎng)友想必是個粗心的人，給出來的晶格參數(shù)諸多筆誤。首先建立一個project，點擊File->new建立一個3d文檔。點擊主菜單build->crystal->build crystal，打開build crystal對話框，在space group選項卡下的enter group選項下輸入194按Tap鍵，在lattice parameters選項卡下的lengths下的a和c選項框內(nèi)分別輸入2.505和6.625（不知道網(wǎng)友jycyz2008給出的結構參數(shù)是否準確），點擊build建立晶格。建好晶格后，如圖2所示，分別加入B和N原子，即可得到hBN的晶體結構，對其進行rebuild，即得到如圖3a所示的結構。建立一個2x2x1的超晶胞。如圖3b所示。 圖2.PNG 圖3.PNG （4）如果想用MS研究表面或者界面問題就得學習layer builder了。這個例子在MS->Tutorials->Visualizer totorials下，標題為“using the layer builder”。想要學習的童鞋，可以找這個例子跟著做。第一個例子是，搭建一個Si的孿晶，只需要四步即可。第一，搞清楚是哪兩個晶面相互連接，然后使用build->surface->cleave surface劈出想要的晶面。第二步，使用build layers工具，將得到的兩個晶面放到同一個.xsd文件內(nèi)。第三步，將放在同一個.xsd文件內(nèi)的兩個晶面擺放或者對齊，為下一步將它們鏈接起來做準備。第四步，將兩個晶面鏈接起來，刪去多余原子。ok 第二個例子是Fe-polymer-Fe layer，大同小異。 (5) 文獻JPCC 2012，116，6383里的Ag摻雜ZnO的例子還不錯，比較簡單。學著搭建了interstitial site（間隙位）摻雜的情況。 Fig 4.PNG [ Last edited by 375642546 on 2013-7-29 at 16:27 ] |
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