Materials Studio实用教程，别说你还不会构建异质结模型！
最近有很多小伙伴问到在Materials Studio中怎么构建异质结的模型，同时还有一个令很多小伙伴疑惑的问题：明明我的晶体材料原子数很少，为什么构建异质结后原子数目这么多？
今天小编就手把手带大家来构建一个异质结的模型，让我们一起在搭建模型的时候找到体系原子数增多的原因吧，还等什么，快打开电脑跟我——动起来！
搭建模型之前咱们先来看看什么是半导体异质结吧，下面是维基百科给到的定义：
异质结，两种不同的半导体相接触所形成的界面区域。按照两种材料的导电类型不同，异质结可分为同型异质结（P-p结或N-n结）和异型异质(P-n或p-N)结，多层异质结称为异质结构。
其实说白了就是将不同材料的半导体薄膜，依先后次序沉积在同一基座上。既然我们已经了解到异质结的形成原因了，那么在构建异质结模型的时候就方便多了，只需要按照定义建模即可。
为了帮助实验researcher更好的理解今天的建模过程，小编在Web of Science上随便找了一篇实验+理论的文献（ACS Appl. Mater. Interfaces 2020, 12, 7081−7090），下面跟我一起来学习如何构建异质结模型吧。
首先，咱们先看一下文献中提到的MoS2/C3N4异质结，实验上能给出哪些对建模有用的数据：
（1）g-C3N4(JCPDS no.87-1526) ，2H-MoS2(JCPDS no.37-1492)
（2）g-C3N4和2H-MoS2的(002)晶面
有了上面的数据（1），我们基本上就可以确定g-C3N4和2H-MoS2的晶体结构了，根据标准卡片提高的数据我们选择了下面所示的Bulk结构
然后，我们再使用Build-Surfaces-Cleave Surface得到数据（2）中的(002)晶面【为了跟文献中一致，我们在这里表面的Thickness都选择为1，实际工作中大家可以根据需要选择不同的Thickness】
下面就来到最关键的步骤了，小编在这里就来给大家解释为什么构建异质结后体系的原子数会增多——那就是为了达到较低的“晶格失配率”
在这里g-C3N4的晶格参数a=b=7.13 Å（14 atoms）；2H-MoS2的晶格参数a=b=3.19 Å（3 atoms），我们可以发现初始的两个表面原子数很少，但是晶格参数差别特别大，因此为了达到较小的晶格失配率（一般认为不超过5%），我们需要对这两个表面结构进行扩胞（一般取最小公倍数）。
此时的晶格失配率是(22.33-21.40)/21.87*100%=4.3%<5%，此时可以构建完美的异质结，但是注意此时因为扩胞的原因，导致g-C3N4和2H-MoS2的原子数分别是126个、147个，到这里大家就可以解决掉体系原子数增多的原因了。
这时可能有小伙伴说，观察晶格参数完全可以g-C3N4扩胞为7.13*2=14.26，2H-MoS2扩胞为3.19*5=15.95，这时候体系的原子数就会很少了。可是如果这样来扩胞的话，我们就会发现晶格失配率已经达到11.9%了，所以为了使得晶格失配率最小的办法还是用最小公倍数扩胞。最终我们的异质结如下图所示，把Display style改为CPK后就可以得到跟文献上一样的异质结模型了。
好了，到这里我们已经成功构建出了文献中的MoS2/C3N4异质结，是不是很简单，大家快动手尝试一下吧。
文中的文献链接
https://dx.doi.org/10.1021/acsami.9b18263?ref=pdf
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