MS入门手册(9):Materials Studio建模之原胞与晶胞的小知识
本文为杨站长技术团队制作的《Materials Studio入门手册》第九篇,本教程旨在从零开始带大家入门MS软件,文末可下载更多学习资料。
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MS入门手册(8):Materials Studio导入晶体结构和调整显示方式
上期内容,我们导入了一个金刚石晶体的结构文件,并修改了其显示方式,大家还记得怎样操作吗?
本来说好了要给大家讲一讲如何自己建立一个晶体结构,但是据说还有不少小伙伴对原胞(Primitive Cell,也叫初基胞)和晶胞(Conventional Cell,也叫惯用胞)的理解不够清晰,所以特意开设了一次教程,为大家解释一些这方面的内容。
那个,SCI还有Special Issue,所以我开一次特别讲座大家可不要有意见哦,内容同样精彩。当然,也欢迎小伙伴们在留言区积极提出问题,MS杨站长团队一定会知无不言言无不尽,为大家一一解答。好的,言归正传,就开始我们今天的内容吧。
原胞是指可以满足周期性(也就是扩大几倍之后会变成惯用胞),而惯用胞中包含所有的对称要素,例如对于金刚石结构,只需要用一个含有两个原子的原胞就可以表示其周期性结构,而需要8个原子的惯用胞(晶胞)才能够描述全部的对称要素。
FCC结构晶体的原胞和惯用胞(图片源于知乎专栏,另有其他结构晶体的原胞和惯用胞的详细解释:
https://zhuanlan.zhihu.com/p/24000986?from_voters_page=true)
本期知识点的视频讲解在MS杨站长的b站上:
https://www.bilibili.com/video/BV1H5411m7HZ/?spm_id_from=333.999.0.0&vd_source=2dcd596eaec39bf93a707fdfe0998f96
另外,我们也在MS中利用金刚石结构对原胞和惯用胞进行了标示,如下图所示。
金刚石原胞和惯用胞(原胞为黄色原子围成的区域,惯用胞是所有原子组成的晶体)
这个图片是从MS里复制出来的?是的,的确是,虽然您可能怀疑,因为可能您输出的图片是这样的:
可能是在您电脑上显示的金刚石晶体
如果您可以做到这一步,已经非常不错了,因为您已经学会了利用Display Style选项改变结构的显示方式,说明上次课程学习的非常认真,给您点个赞哦。
那么怎么改变背景颜色呢?
上次我们说到右键之后有一个Display Style的选项,那么在它下面会有一个Display Option的选项,里面的Background选项卡就可以改变背景的颜色了,还有其他的选项卡大家可以先探索一下,看看有什么有趣的功能,可以在答疑群交流,等我们需要的时候再对这些内容进行讲解。
改变背景颜色
可是把背景色改成了白色晶格又不见了?
别着急,这是因为晶格的颜色原本就是白色,所以好像看不出来了,只要用Display Style选项中的Lattice选项卡,就可以对晶格的显示方式(无、虚线、线条、棒状)和颜色进行修改。
如果想要对晶格进行旋转,只要按住鼠标右键,在空白地方拖拽就可以调整到合适的角度进行显示,当然键盘的上下左右键可以进行每次45°的旋转,我们的晶体可以45°仰望天空,很美吧。但是天空看久了也会累,想要回到最初的显示角度,您可以试一下键盘上的Home键,或者工具栏上的小房子
改变晶格显示方式
颜色改变我知道就是在Display Style中的Atom选项卡(改变部分原子颜色要选中它们,可以按住Ctrl键,逐个单击要选中的原子)可是还有化学键呢?
那些化学键是怎么没的?这可以由以下方法实现:
首先要选中所有的化学键,一个一个选中好累,只需要按住Alt键,再双击某个化学键就可以做到了。
然后,就会在Properties区出现关于化学键的各种性质,其中有一个性质叫做IsVisible(是可见的吗?)把它改成No,您就会发现化学键神奇地消失了,实际上这些化学键还是存在的,只是不显示了而已。
性质区实际上是一个很有用的区域,可以对很多对象的性质进行查看和修改,我们之后还会多次用到,要记得哦。
性质区修改化学键显示性质
另外我们再说一个关于原胞和惯用胞的最后一个小问题,有的小伙伴做的不是立方晶体,而是六方晶体,他们就会发现,诶?晶胞和惯用胞选项不见了?
其实他们还在原地,不离不弃,只是名字变化了而已,Rhombohedral Representation(三方表示)和Hexagonal Representation(六方表示)就是他们的新名字,从状态栏也可以看出,三方表示就对应着原胞,而六方表示就对应着惯用胞。
严格来讲,三方/六方表示,与原胞/晶胞这种说法是不同的,前者源于三方晶系的特殊性,它可以用三方格子来表示,也可以用六方格子来表示;后者源于“心”的存在,如果格子在体心处也有格点,那么原胞体积为惯用胞的一半,如果格子在三个面心处都有格点,那么原胞体积为惯用胞的1/4。(切表面时,底面UV矢量是否能取0.5这个值也与此有关,此处不再拓展)
三方晶系的三方和六方表示对应原胞和晶胞
在MS计算中使用原胞可以大大减小计算量,但是有时候由于原胞缺乏必要的对称性,有可能造成计算结果的不够准确。另外如果需要切表面,要从惯用胞开始进行切割。这就是我们今天的内容,为大家介绍了很多关于原胞和惯用胞的问题,另外对一些显示方式进行了说明,请大家继续期待我们下一期的内容,不见不散。
同时杨站长提供了大量学习资料,大家可以学习和下载,包括官方手册以及对应视频教程等。
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