MS入门手册（26）：Materials Studio建模 — 六方晶系晶体界面

实际上对于六方晶系，其能与立方晶系的(100)晶面进行匹配的一般是(1120)，而(0001)面一般与切割后成菱形的(111)面进行匹配，如果假设我们想要使用夹角呈现90°而非60°和120°的(0001)晶面，可以使用Redefine Lattice方法将六方晶系变成正交晶系，从而更容易地进行之后的处理。该功能在菜单栏中的Build-Symmetry-Redefine Lattice，即可弹出重新定义晶格对话框。

Redefine Lattice对话框

如何定义A、B、C三个方向向量呢，我们可以按照图中所示，设置A[2 1 0]、B[0 1 0]、C[0 0 1]即可，实际上相当于只改变了顶面的向量方向，可以借助下图进行说明。新的向量相当于在X轴上的[2 0 0]和在Y轴上的[0 1 0]两个向量之和，我们可以借助这样的方向转化，得到新的正交晶系晶胞，如图中蓝框所示。

向量的选取示意图

重新定义晶格后得到的正交晶胞

对于这样的正交晶胞如果再进行表面的切割等操作，就可能比较容易形成晶格常数的匹配，如果遇到类似的问题可以进行这样的尝试。

接下来我们解答一下之前留言区提出的问题，建立Fe₂O₃/石墨烯界面。可能会注意到，留言区提出的是复合材料，但是对于复合材料，我们所研究的其实就是界面的问题，因此复合材料的问题大部分可以以界面表示。当然还有一些情况研究的是溶剂、增强、纤维拔出等问题，有些微观情况可以使用MS进行计算（较大的体系可以使用分子力学模块进行），一些涉及到复合材料力学的宏观情况，甚至可能需要使用有限元软件进行计算，相信如果学过复合材料力学这门课的小伙伴会比较熟悉，有很多比较宏观的叠层问题，甚至都是按照两个叠层的平均情况进行考虑的。

首先仍然是导入Fe₂O₃和石墨烯的结构文件，分别在metal-oxides和ceramics（graphite.msi，graphite是石墨，一层的石墨就是石墨烯，老铁没毛病，结构里有两层，建立表面模型用一层就好了）子文件夹中。

导入Fe₂O₃和石墨烯结构文件

另外Example-Documents-3D Model文件夹下有一个石墨烯晶体结构文件Graphene.xsd，是正交晶系的，长这样↓↓，估计和六方晶系的Fe₂O₃匹配起来有些许困难。

Graphene.xsd文件中的晶体结构

重新回到刚刚的晶体，看一下它们的晶格常数，基本上相差两倍，非常完美，所以我们就可以切表面了。之前的教程中提到过对于六方晶系切割表面的问题，只需要按照三坐标形式，对于四坐标表示的(a1 a2 a3 c)按照(a1 a2 c)形式即可，也就是我们如果需要切割(0001)表面，则在切割表面hkl位置输入(0 0 1)。

切割的Fe₂O₃ (001)表面

切割石墨烯的时候，注意U、V值是刚才的两倍，同时Surface Box选项卡中Thickness值为最低0.75，这时切出来的表面就只有一层了。

切割的石墨烯 (001)表面

这就是切好的两个表面，希望小伙伴们也跟着做到这个步骤，它们的晶体结构和晶格常数都匹配的比较完美，作为衬底的Fe₂O₃层数比较多，石墨烯是单层结构。

两种表面结构模型

接下来我们就可以使用之前的方式将这两种表面结合成界面模型，再进行各种后续处理（添加真空层、原子位置移动和固定、寻找对称性等），就完成了Fe₂O₃/石墨烯界面结构模型的建立。

Fe₂O₃/石墨烯界面结构模型

Materials Studio

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