本文为杨站长技术团队制作的《Materials Studio入门手册》第21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！杨老师B站链接：https://space.bilibili.com/669166168关于MS软件、答疑等，可加入QQ交流群提问：915466022MS入门手册（20）：Materials Studio表面建模之吸附位置的精确控制
MS入门手册（21）：Materials Studio表面建模之分子位置的精确控制
MS入门手册（22）：简单界面模型的建立
MS入门手册（23）：Materials Studio建模 — 界面模型中原子的固定
MS入门手册（24）：Materials Studio建模 — 晶格失配度较大的界面：超胞模型
大家好，又和大家见面了，每天为您带来最精彩的教程和实用的知识，希望大家能够坚持留言和支持，我们能够共同学习，共同进步。今天的教程，小MS是在高铁上完成的，中国的高铁真的是很平稳，可以自由的进行办公，得益于科学技术的发展。而科学技术的发展需要我们每个研究人员的努力，希望每个小伙伴都能够认真学习我们的教程和软件，通过揭示各种过程的原理，预测更多的现象，最终推动科技的进步。上节课说到，对于晶格失配度比较大的两种晶体如果要组成一个界面，可能有两种方式，一种是通过位错的形式实现的，类似于半共格结构，虽然可能位错比较多，仍然可以通过“畴匹配”实现cubic on cubic的生长。比如上次我们说到Si/TiN界面，采用的结合方式就是Si(001)[110]||TiN(001)[110]。学过材料科学基础的小伙伴可能会了解(001)和[110]，小括号表示晶面，中括号表示的是晶向。也就是说，对于这个界面，不仅是TiN的(001)晶面异质外延在Si(001)晶面之上，而且两种晶体的晶向也是完全一致的，类似于两种尺寸不同的箱子以相同的朝向完全堆叠在一起，大箱子在下面，每单位面积数量少，小箱子在上面，每单位面积数量多一些，数量比例与底面积差不多刚好成反比，组成了比较稳定的堆叠结构。“畴匹配”方式cubic on cubic堆叠示意图
我们上节课所讲解的就是这样的一种堆叠方式所组成的表面结构模型，但是还有一种情况，在外延生长领域也比较常见，就是上面的晶体旋转若干角度之后和下面的晶体互相匹配，也就构成了类似根号表面的结构。在实验中，这样的原子排列情况可以利用高分辨率透射电镜清晰地观测到，例如一般可以认为，在YSZ上异质外延Ir时，所形成的结构中就是Ir晶体旋转45°之后与YSZ匹配，如果写成晶面和晶向的形式，就是YSZ(001)[110]||Ir(001)[100]，这里注意，晶面的晶向不再完全一致，而是有一定的夹角，也就是之前教程中所涉及的根号表面。我们之前的教程中曾经建立过YSZ的晶体模型，现在我们可以在这个晶体模型上进行后续的操作。如果大家觉得project里的内容开始多起来，想要建立一个干净的新project，但是又想把之前建立的一些模型放入到新的project中，可以采用这样的操作。首先新建一个project，就叫它YSZ_Ir好了，然后我们这里需要用到YSZ和Ir的晶体结构文件，这两个模型我们在之前的project中保存过，所以我们的结构模型在相关的文件夹里。我们打开和project名称相同的文件夹，在Document子文件夹中，把结构文件复制进去。再打开新的project，就可以看到这两个结构文件。当然我们也可以用和之前的导入功能，找到结构文件的位置，按照导入进行操作。直接将之前的晶体结构文件复制到新的project中如果在复制文件时新的project处于打开状态，可以在project区域单击refresh按钮，新复制过去的文件就可以刷新出来。小MS就有这样的一个文件夹，专门用来储存研究过程中比较常用的一些晶体结构文件（特别是已经几何优化过的），需要使用的时候直接从里面进行复制，十分方便。打开两个结构文件，查看晶格常数，Ir的晶格常数大约为3.84 Å，YSZ约5.14 Å（3.84×sqrt(2)=5.43），因此如果将Ir的晶胞旋转45°，与YSZ晶格常数比较匹配。接下来我们就可以建立表面模型，注意在建立Ir(001)表面时，在Surface Mesh选项卡中调整方向向量U[1 -1 0]、V[1 1 0]，在建立YSZ(001)表面时，U[1 0 0]、V[0 1 0]。使用Build Layer功能就可以将两种表面接合，建立界面结构，在该过程中，MS没有提示晶格匹配度问题。之后再建立真空层、固定原子、寻找对称性等操作，就可以对界面模型进行后续的计算处理了。在加入真空层、调整界面源自距离之后，我们的界面晶体模型就建立好了，小伙伴们是不是也完成了呢，那么我们今天就到这里，如果在操作过程中有什么问题，欢迎大家踊跃留言，我一定会认真解答。下节课我们要解决的就是有关于不同晶系的问题，在六方晶系的蓝宝石上，异质外延立方晶系的Ir的界面模型要怎么建立呢？下次跟着一起学习吧（之前有小伙伴的留言说到在氧化铁上生长石墨烯的模型，其实也类似，可以按照下次的教程试试看哦）。
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