MS入门手册（20）：Materials Studio表面建模之吸附位置的精确控制

本文为杨站长技术团队制作的《Materials Studio入门手册》第20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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上节课带领大家一起建立了分子吸附在表面的模型，不知道小伙伴们在课后有没有进行复习呢。

如果大家进行了复习，并且建立了自己的表面吸附模型，是不是存在一些问题呢？如果大家有什么疑问可以随时留言，我们一定在后续的课程中为大家解决的。

今天我们主要讲解一下位置精细控制的问题，但是在这之前，先来查收一下读者来信，看看大家对之前学习的内容有什么疑问。

最近收到了这样的一个问题，说：什么是虚晶近似，什么是超胞近似？

杨站长有非常形象的解释：

https://www.bilibili.com/video/BV1gW4y1v7BH?p=3&vd_source=2dcd596eaec39bf93a707fdfe0998f96

实际上我们有讲过虚晶近似的问题，就是之前建立的点缺陷无序固溶体，我们就使用了虚晶近似的方法。

另外有问到，虚晶近似不能进行几何优化的问题，我们进行了尝试，完全没有问题的，可以进行几何优化。首先导入Au的晶体结构文件，利用之前的方法将Au原子全部选中，并使用Properties区的Atom选项卡，改变Composition或IsMixtureAtom性质，将该结构变为90%Au+10%Ag的无序固溶体，如下图所示。

90%Au+10%Ag无序固溶体

接下来在Modulus菜单中选择CASTEP->Calculation，但是一定要像晶体计算一样，在几何优化后面的More按钮单击，并选择优化晶胞（Optimize Cell），如下图所示，这个很重要。

选择优化晶胞参数的选项

否则会因为结构对称性原因，所有原子位置被固定，而无法进行优化，得到如下所示的错误提示。所以虚晶是可以进行结构优化的，在用最粗略的参数进行了快速优化之后，可以发现晶格常数减少了一些，毕竟Ag在元素周期表中是Au上方的元素，原子半径要小不少。

提示原子位置已经被固定

既然说到了虚晶近似，那么就稍微提一下另一个操作，如果想要得到一个无序的空位模型，10%的原子变成空位，那应该如何进行。这也很方便，只要使用另一个性质——Occupancy，将其从1改成0.9就可以实现。

10%空位模型

接下来我们还是回到表面吸附模型的问题，说一说对于吸附位置和距离的精细控制。

首先选中吸附分子片段，并单击快捷工具栏上的按钮创建其中心。该中心实际上为重心的位置，当调整中心的位置时，整个片段都会随之移动，如果不创建中心，只是选中某个原子，则只有选中的原子的坐标会发生移动。

虽然中心默认会在结构中显示，但是由于原子遮挡了中心的显示，我们可以在显示方式选项中中将CH₄分子的显示方式改变为Line形式，就可以看到中心的位置。

改变显示方式为Line即可看到创建的中心

接下来我们就可以通过调整中心的位置改变整个分子的位置，在Properties区域中可以调整中心的坐标，例如可以让分子在整个模型的正中间，我们就可以把中心的分数坐标（FractionalXYZ）调整为(0.5 0.5 0.5)。

调整中心的分数坐标

另外，我们也可以改变分子到表面的距离，上节课我们通过Shift+Alt+方向键来实现对于位置的较为精细的调整，但是也可以对于距离进行更加精准的调整。

首先我们选中Ir(100)最上面的几个原子，并建立最佳拟合平面。单击刚才建立中心时的同一个按钮后面的下拉箭头，选择Best Fit Plane，就会发现在表面出现了一些小平面和指示平面方向的箭头。

最佳拟合平面

我们可以调用距离测量工具（如果显示的不一样可以试试旁边的下拉菜单），对平面到分子中心之间的距离进行测量。

此处要注意一定要从平面开始测量到CH₄分子的中心，否则的话会出现改变距离时Ir(100)平面上的原子发生移动的情况。选择平面时，可以选择任意的小平面，或者任意方向箭头。

平面到中心距离的测量

选中测量值，在Properties区域将其距离性质改为所需要的值，就可以改变吸附分子到表面的距离，比如这里将距离调整为2 Å。

改变吸附分子到平面距离

另外我们也可以使用3D Movement快捷工具栏实现对于分子的位置控制，这部分内容我们将在后续的课程中以更加经典的例子进行说明。

今天我们就说到这里，表面模型以及分子在表面吸附模型的建立是比较重要的内容，如果大家有什么疑问，可以在公众号中留言哦，我们放出比较经典的一些问题进行解答，希望大家都能够更好使用MS软件，实现自己的计算目标，期待我们下一次的遇见。

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