本文为杨站长技术团队制作的《Materials Studio入门手册》第30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
MS入门手册（25）：Materials Studio建模 — 晶格失配度较大的界面：根号模型
MS入门手册（26）：Materials Studio建模 — 六方晶系晶体界面
MS入门手册（27）：Materials Studio建模界面模型的原子堆叠问题
MS入门手册（28）：Materials Studio建模 — 孪晶界面的建立
MS入门手册（29）：Materials Studio孪晶界面模型，建模小工具集锦
MS入门手册（30）：Materials Studio纳米结构模型搭建：零维结构
MS入门手册（31）：Materials Studio纳米结构模型搭建：纳米管
上节课我们集中于单壁碳纳米管结构模型的建立，为大家讲解了很多关于纳米管的知识，搭建了三种类型碳纳米管的模型，我们可以发现，碳纳米管的分类是由于其卷曲成纳米管的石墨烯片沿着不同的方向向量进行卷曲造成的，根据手性矢量的不同可以分成扶手椅形、锯齿形和手性碳纳米管三种。大家如果有什么疑问，可以进群讨论：了解了单壁碳纳米管之后，我们就可以进一步构建多壁碳纳米管的模型了。多壁碳纳米管是由多层石墨烯片卷曲形成的，也可以认为是几个碳纳米管嵌套起来，这些嵌套的纳米管可以是相同的，也可以是不同的，也就对应着对话框中两个不同的选项卡。所以好像开始有些不知道在说什么了？没关系，让我们回顾一下如何打开纳米结构建立对话框吧，今天我们要打开的是Multi-Wall Nanotube，它就在这里↓↓
首先我们看到Setup选项卡，好像有点熟悉，仔细一想有点像是调用模块进行计算的感觉。从Minimize Energy的Coarse~Fine，就会想起CASTEP模块计算的时候选取计算精度。实际上这的确包含了一点小小的计算功能，如果选中，嵌套着的几个碳纳米管之间就会发生旋转，从而寻找到能量最低的位置。Type下拉列表里仍然可以选择碳纳米管或者氮化硼纳米管两种，最后就是这个纳米管定义（Nanotube definition）下拉列表，可以看到有序列（Sequence）和独立（Individual）两个选项，分别对应于两个选项卡，当我们在Nanotube definition中选择Sequence，Sequence选项卡变成活动的，而Individual选项卡变灰，反之亦是如此。实际上，Sequence选项就表示多壁碳纳米中所有嵌套的碳纳米管是等比例变化的，也就是仅有直径不同。通过设置最内层纳米管的手性矢量、层数和各层纳米管之间的距离，可以构造多壁碳纳米管的模型。按照默认值内层纳米管N=M=6，建立2层的多壁碳纳米管，由于不能建立周期性结构，稍微设置多一些重复单元。就可以看到两层碳纳米管。如果希望两层可以以不同方式进行显示，可以选中某一层的一个原子，右击选择“Select Molecule XXX nanotube(N, M)”，这样就可以使得整个一层纳米管被选中，在显示方式中，就可以修改其显示样式及颜色等性质。如果是晶体，想要不同区域不同显示方式也是可以的，但是最开始的时候要make P1，否则可能整个晶体的原子所处环境都相同，就都被修改了。如果想要建立周期性结构，可以利用Build Crystal选项自己建一个晶格，Space Group选项卡中空间群选择P1，晶格常数可以利用建立纳米管的时候的一些参数来确定（见上图中构建多壁碳纳米对话框的参数）。Lattice Parameters选项卡中，对于a、b的值，可以根据Diameter，这里的最内层纳米管值是8.14 Å，两层的间距是3.347 Å，所以大体上最外层纳米管直径15 Å左右，另外也可以利用测量工具进行测量。建立晶格的时候，为了使得相近的两个重复单元不会产生相互作用，可以建立的大一些，比如我们选择a=b=40 Å，c轴长度要严格等于碳纳米管长度，也就是Length值，这里c=44.27 Å。建立之后的纳米管在四个角上，可以选中一个双壁纳米管结构，按住Shift+鼠标中键，或者Shift+Alt+鼠标右键进行拖拽，把这个结构拖拽到晶格的中间位置，再在Display Style选项中的Lattice选项卡中，调整晶格显示方式为In-cell模式，就可以调整为下图的显示方式了。建立独立的多壁碳纳米管也非常简单，首先Setup选项卡中Nanotube Definition中必须选择Individual，激活Individual选项卡，分别设置几个嵌套的纳米管的N、M值，下面的工具条可以对纳米管进行添加、删除和排序操作，最后选择重复单元数。碳纳米管看累了，我们这里建立了3层的BN纳米管。最后是纳米管束模型的建立，大家能不能根据之前所学习的只是，一图秒懂呢？下面的参数基本上都是我们之前讲过的，最后两个是管束中含有多少纳米管（默认6个）以及纳米管之间的距离（默认3.347 Å），其他的设置，小伙伴们可以自行理解哦，相信大家都完全没有问题哒。今天到这里就要结束了呢，今天我们学习的还是纳米管的内容，不过是多壁纳米管以及纳米管束模型的建立。在科研路上，我们陪伴您在MS学习过程的每一点滴成长，希望大家都能每天进步一点点，每天有新的收获。最近笔者也在为咱们的MS培训课程进行答疑，跟着杨站长学到了很多新的内容，大家如果要系统学习MS，也可以来参加我们的下一期培训哦，期待与大家的相识，下一次课程我们再会啦。为了让科研党尽快上手Materials Studio并发表高档次文章，华算科技杨站长原创设计并经过多次迭代优化，推出了MS系列课程。结合案例深入浅出，带大家从入门到进阶，手把手带你扎扎实实、快速入门DFT理论计算！学员利用课上所学已发表Angew.、AM、AEM、Nature子刊、New Journal of Chemistry、Applied Surface Science等顶刊文章。报名方式：识别下方二维码报名，或者联系手机：18126387652。