MS入门手册(19):Materials Studio表面吸附分子模型的建立
本文为杨站长技术团队制作的《Materials Studio入门手册》第19篇,共约100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。紧跟杨站长,学会计算,拿下顶刊!
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上两节课程我们介绍了表面模型的建立,以及可能出现的一些问题,小伙伴们都学会了吗?
今天,在之前所建立模型的基础上,小MS继续和大家说说如何建立表面吸附分子的模型。其实大家建立表面,大多数也是为了计算吸附、催化等反应性质的,所以小MS很理解大家急切的心理。
首先问大家一个问题,大家建立的表面模型有没有去几何优化一下呢?
可能大家都会比较着急,想要实际计算一下。但是表面模型的计算要比晶体花费时间多一些,也可能出现一些问题。所以大家可以先跟着我建模,我们下次再进行计算问题的解答。
如果大家正在计算,也可以通过Jobs区域先终止计算任务。可以在任务名称右击,在弹出的菜单中选择Action->Stop,就可以停止。
终止计算任务
当我们选择终止计算任务后,也会弹出下面的对话框,询问是否下载已经产生的结果。如果已经计算了一定时间,可以选择下载,这样之后可以进行续算。
对于表面、界面等较复杂的模型,特别是之后建立的较大的体系模型,都建议至少使用小型服务器进行计算,当然如果需要的话,可以联系我们的华算的超算中心,会为您提供最优质的服务哦。
是否下载计算数据
我们继续在上节课建立的有10 Å真空层的Ir(100)表面模型上,吸附一个CH4分子。
有的小伙伴可能觉得,这个模型长得有点长,如果要局部放大或者缩小怎么处理,只要滚动鼠标的滚轮就可以实现放大和缩小的功能。如果按住鼠标滚轮拖动结构,或者按下快捷工具栏上的
这对于之后处理比较精细的建模问题,如加入原子等操作是十分方便的。例如在这里我们就可以把Ir(100)表面的最上层原子放大并在窗口正中间位置显示,方便对吸附的分子的位置等进行调整。
结构放大与位置调整
接下来我们开始准备一个CH4分子结构。新建一个3D结构文件,利用画笔工具
之后利用快捷工具栏上的加H工具,添加H原子成为CH4分子(也可以导入甲烷分子结构,结构文件位置Structures-> organics-> methane.msi,不过对于这样的简单结构,绘制起来还是比较方便的)。绘制好的CH4分子结构如下图所示。
绘制好的CH4分子结构
关于绘制结构模型的问题,也可以参考之前小强的教程(在这里是不是可以稍微吐个槽,那个教程中,涉及到苯环的绘制的时候,我还是觉得单双键交替的方式不是最好的,对于化学键还是选择部分双键比较合适),按住键盘上的Alt键之后双击某个化学键,就可以选中全部化学键。之后在Properties区域的BondType中进行化学键类型的修改,就是这里↓
就是这里,选择所有的化学键之后Partial double不好吗?
最后再进行加H的操作,就可以得到苯环结构。小伙伴们,更喜欢我的苯环的,挥舞一下小手手,给小MS一个赞哦。
苯环的结构
接下来我们把刚才得到的CH4分子(不是苯环哦,苯环是插叙)结构全部选中,Ctrl+C进行复制,再在Ir(100)结构文件中Ctrl+V进行粘贴,分子结构就粘贴到表面结构中了。是不是很简……啊,不,它为什么在这里?
CH4分子的位置有点神奇
没关系,我们可以调整一下它的位置,只要选中整个分子,很困难?只要选中这个分子中的一些什么(一个原子,或者化学键也行),再在空白区域右击,选择选取分子或片段,都能够实现对于整个分子的选中。
选中整个吸附分子
接下来,按住键盘上的Shift键,再利用鼠标滚轮键(杨站长喜欢叫中键)拖拽,就可以将选中的片段拖拽到合适的地方了。
可以多旋转几个角度,保证吸附的分子结构在各个方向位置都是比较合适的(因为视角问题,有时候如果只是在某个方向看着位置比较合适,有的方向可能已经出了晶格)。
如果要进行比较细致的位置调整,可以按下键盘上的Shift+Alt+上下左右方向键,从而在各个方向上进行调整,放大结构可以使得每次调整更加精细。
Ir(100)表面吸附CH4分子的结构
大家可以观察到,顶部好像多了几个原子。其实不是这样的,上面为底部原子的周期性镜像,在display style中选择original可以取消其显示,变得“正常”一些。关于这一点,杨站长有具体的解释。
https://www.bilibili.com/video/BV18S4y1P75E/?spm_id_from=333.999.0.0&vd_source=2dcd596eaec39bf93a707fdfe0998f96
至此,我们就建立了一个表面吸附分子的模型,大家都学会了吗,可以多加练习,相信大家都能够成功的。
下次我们将继续以问答形式,对前一段时间可能涉及到的建模部分零散问题进行解答,如果大家有其他问题,可以留言,我们一定知无不言言无不尽,下期再见啦。
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