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375642546木蟲(chóng) (正式寫(xiě)手)
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[交流]
固體物理和MS學(xué)習(xí) 已有28人參與
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化學(xué)出身，學(xué)習(xí)固體物理和MS有二十來(lái)天了，感覺(jué)比較迷茫，特此開(kāi)貼：一來(lái)記錄自己的學(xué)習(xí)歷程，二來(lái)請(qǐng)各位老師同學(xué)指點(diǎn)，三來(lái)敦促自己加快進(jìn)度。老板布置下任務(wù)要研究無(wú)機(jī)晶體異質(zhì)結(jié)。初期感覺(jué)毫無(wú)頭緒，后來(lái)聽(tīng)說(shuō)需要固體物理知識(shí)，便買(mǎi)了黃昆先生的《固體物理學(xué)》，由于本人數(shù)學(xué)物理基礎(chǔ)較差，看了兩章多就完全看不懂了。于是，跑到圖書(shū)館借了本閻守勝先生的《固體物理導(dǎo)論》，更看不明白了。后來(lái)，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(duì)照著看這兩本書(shū)，暫時(shí)還沒(méi)遇到不可逾越的困難。因?yàn)楹竺嬗欣习遄分豆腆w物理》只能抽空學(xué)，文獻(xiàn)和MS也不敢落下。經(jīng)過(guò)一番焦頭爛額，最近終于知道該干點(diǎn)啥了，大體瀏覽了MS的help，就開(kāi)始學(xué)習(xí)castep模塊了。 （一）學(xué)習(xí)搭建初始結(jié)構(gòu)。 （1）先跟著MS->Tutorials->CASTEP tutorials下做了一遍“Predicting the lattice parameters of AlAs from first principles”這個(gè)練習(xí)，基本上無(wú)腦下一步，收獲甚微。參考說(shuō)明書(shū)，自己動(dòng)腦重做一遍。AlAs的space group是F-43m（需要補(bǔ)充空間群的知識(shí)），建好的晶格屬于立方晶系。接下來(lái)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(shuō)明書(shū)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(guò)對(duì)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(guān)原子。相鄰晶胞的原子需要通過(guò)rebuild crystal來(lái)除掉。除掉相鄰晶胞的原子后的晶體單元看起來(lái)漂亮多了，看來(lái)，Rebuild Crystal這個(gè)工具不可小覷哦�，F(xiàn)在得到了一個(gè)類似Zinc blende的結(jié)構(gòu)。將慣用晶胞轉(zhuǎn)化為原胞。Ok了，一個(gè)簡(jiǎn)單的AlAs原胞已經(jīng)搭建成功。 （2）為了加強(qiáng)理解與記憶，決定搭建一個(gè)與MS說(shuō)明書(shū)中練習(xí)的AlAs晶體差別較大的晶體，于是選定了纖鋅礦ZnS結(jié)構(gòu)。首先，從文獻(xiàn)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(gè)晶胞中有兩個(gè)不對(duì)稱單元。后來(lái)發(fā)現(xiàn)，Wikipedia中也可以查到纖鋅礦ZnS的lattice parameters。依葫蘆畫(huà)瓢搭建了一個(gè)Wurtzite Zinc結(jié)構(gòu)，F(xiàn)ig 1。在搭建過(guò)程中，感覺(jué)好像理解了什么是分?jǐn)?shù)坐標(biāo)（見(jiàn)段尾）。為了便于其它蟲(chóng)蟲(chóng)指正或者參考，這里給出纖鋅礦ZnS的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)，Zn（1/3,2/3,0），S(1/3,2/3,3/8)。我這些分?jǐn)?shù)坐標(biāo)都是通過(guò)初等幾何算出來(lái)的，不知道其他蟲(chóng)蟲(chóng)有沒(méi)有其它高明的手段，還請(qǐng)賜教。老實(shí)說(shuō)，如果不參考ICSD數(shù)據(jù)庫(kù)，這個(gè)構(gòu)型我是搭不出來(lái)的�？偟膩�(lái)說(shuō)，搭建構(gòu)型是一個(gè)非�；A(chǔ)，看起來(lái)簡(jiǎn)單實(shí)際上需要大量練習(xí)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(biāo)系統(tǒng)中，原子的中心位置相對(duì)于origin的坐標(biāo)。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(lái)作為練習(xí)吧。這位網(wǎng)友想必是個(gè)粗心的人，給出來(lái)的晶格參數(shù)諸多筆誤。首先建立一個(gè)project，點(diǎn)擊File->new建立一個(gè)3d文檔。點(diǎn)擊主菜單build->crystal->build crystal，打開(kāi)build crystal對(duì)話框，在space group選項(xiàng)卡下的enter group選項(xiàng)下輸入194按Tap鍵，在lattice parameters選項(xiàng)卡下的lengths下的a和c選項(xiàng)框內(nèi)分別輸入2.505和6.625（不知道網(wǎng)友jycyz2008給出的結(jié)構(gòu)參數(shù)是否準(zhǔn)確），點(diǎn)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(jié)構(gòu)，對(duì)其進(jìn)行rebuild，即得到如圖3a所示的結(jié)構(gòu)。建立一個(gè)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(wèn)題就得學(xué)習(xí)layer builder了。這個(gè)例子在MS->Tutorials->Visualizer totorials下，標(biāo)題為“using the layer builder”。想要學(xué)習(xí)的童鞋，可以找這個(gè)例子跟著做。第一個(gè)例子是，搭建一個(gè)Si的孿晶，只需要四步即可。第一，搞清楚是哪兩個(gè)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(gè)晶面放到同一個(gè).xsd文件內(nèi)。第三步，將放在同一個(gè).xsd文件內(nèi)的兩個(gè)晶面擺放或者對(duì)齊，為下一步將它們鏈接起來(lái)做準(zhǔn)備。第四步，將兩個(gè)晶面鏈接起來(lái)，刪去多余原子。ok 第二個(gè)例子是Fe-polymer-Fe layer，大同小異。 (5) 文獻(xiàn)JPCC 2012，116，6383里的Ag摻雜ZnO的例子還不錯(cuò)，比較簡(jiǎn)單。學(xué)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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