MS晶体建模基本方法
星期三, 2008-11-19 09:09 — Elizerbeth
软件名称:
Materials Studio
第一种情况: 从程序自带的各种晶体及有机模型中导入体系的晶胞
1． 打开MS，由file>import>structures>metals\>pure-metals>Fe导入Fe的晶胞。
2． 由build>Surfaces>cleave Surfaces打开对话框.
在对话框中输入要建立的晶面（hkl），选择position，其中depth控制晶面层数。
3． 进入build>Supercell，输入A 、B 、C的值，得到想要的超晶胞。
4． 到该步骤，我们已经建立了一个周期性的超晶胞。如果要做周期性计算，则应选择build>Crystals>build vaccum slab，其中真空层通常选择10埃以上。如果建立团簇模型则选择
build>Symmetry>Non-periodic Structure，去掉模型的周期性，并跟据自己的实际需要删除部分原子，得到想要的团簇模型。
5． 在表面插入分子时通过菜单栏上的几个小图标添加即可。
第二种情况: 手动建模，优点是可控制晶格常数。
6． 首先从文献中查到晶体的晶格常数的实验值。
7建模方法． 打开build>Crystals>build crystals，可见到对话框。
在对话框中选择空间与点，然后在Lattice Parameter中设置晶胞基矢的长度及夹角。
8． 然后打开build>Add atom，从对话框中输入坐标。这里只需输入几个有代表性的原子的坐标，不必全部输入。在坐标输入前首先在option页面中选择coordinate system，或者分数坐标或者卡迪尔坐标。
9． 以下步骤重复2-5步。
10． 需要注意的是，采取什么样的团簇并不是任意的。原因是很多模型构造出来后在优化过程中往往不收敛。要避免这个问题的办法是查阅文献，参考文献上模型进行选取，因为它们的模型通常是经过试验证实收敛的。
几点说明
1． 与高斯相比，dmol3能够计算的体系更大。如果要研究表面的吸附，而模拟表面的团簇模型又比较大，建议采用dmol3。如果计算的是局部化学反应，而体系也不是很大，则可以使用高斯。
2． 关于是否考虑周期性条件的问题
研究金属表面时，团簇计算方法在前些年由于计算量小曾经被广泛的应用过，直到现在也被很多人在使用着，主要被用来计算吸附和多个分子的共吸附等，即不考虑化学键的断裂。 近年来由于国际上计算能力的提升，人们开始考虑周期性条件，这点从JPCA，JPCB，PRL，PRB，JACS等杂志上刊出的文章里也可以看出，但是计算量要大很多。
需要注意的是，由于团簇计算方法没有考虑周期性，即在k空间里只计算了Γ点，采用该方法
计算表面的化学键的断裂（即表面扩散问题等）时有可能受到质疑。
3．在研究表面时，通常把团簇固定，只优化吸附在表面的分子，这一点可以通过菜单栏上的Modify>Constraint实现。首先选定团簇中需要固定的原子，然后在下面的对话框中打勾。同时也可以在Measurement里固定部分键长和键角。
4. 关于计算参数设置
主要有几个参数需要注意
1 对于Electronic页面，需要注意的是Core treatment,对于过渡金属原子通常需要考虑相对论效应，因此一般不使用All Electron方法。其他几种方法任选。
Basis set应为DNP，Setup下的Quality一般选fine。为了提高计算速度，一个较好的办法是先用粗糙的Basis set和Quality进行优化，然后再提高精度。
2 还有一个非常重要的选项是Electronic>More>SCF里的Use smearing。这个关键字有助于加快收敛，但是设的多大往往会产生错误的结果，它也相当于允许的误差范围。具体设置办法可参考help。
其他的关键字可酌情设置。
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