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
小MS时间，欢迎大家一起进入MS课堂。按例，又是一点题外话的时间，笔者就和大家聊一聊。刚刚儿子问我，为什么要研究化石，这是一个很有趣的问题，因为对于理工类专业研究者来说，有时候会觉得文史类的专业好像没什么用，实际上虽然我们需要对以后的科技进步做出贡献，考古专业也是探索人类的过去的机会。只有了解了过去，才能够更好的设计未来的景象，人类一直向前进步，也要回望之前如何一步步走来，这是人类对于自己起源的探索，对于生命的好奇。所以，小伙伴们，你们是怎样看待科学史、科学技术哲学这样的科目的呢，我们在教程系列最开始的时候，曾经讲到过关于材料计算科学进展的问题，大家又是怎样理解材料计算的发展历史的呢？
好啦，我们接着开始今天的主题，今天我们继续聚焦一维纳米材料，讲解一下纳米线的搭建。我们可以以两个思路搭建纳米线的结构，一种是平时比较常见的由表面模型进行搭建，并删除不需要的原子的比较多教程都会提及的思路，另外一种是小MS突然间觉得可能可行的利用圆柱状纳米团簇进行晶格建立并形成纳米线的思路（希望可行）。纳米线是一种比较常见的纳米结构，是在一个维度上无限延伸的实心结构（和纳米管有些相像，但是纳米管是空心的）。纳米线种类比较多，比如小MS实验室就经常有一些SiC纳米线、金刚石纳米线等等材料的制备，有些纳米线是有序排列的，有些是比较杂乱排列甚至互相缠绕的。金刚石纳米线有序阵列（因为小MS论文里刚刚写到，查了比较多的资料，不过仍然推荐Yu的综述：Yuan Yu, Liangzhuan Wu, Jinfang Zhi. Diamond Nanowires: Fabrication, Structure, Properties, and Applications[J]. Angewandte Chemie International Edition, 2014, 53: 2-28.）的制备方法比较多的还是Top-down和Buttom-up方法，这里具体就不展开了，大家可以根据自己的研究方向查阅相应的资料，写出一个完美的Introduction。图1. 来源于文献Diamond Nanowires: Fabrication, Structure, Properties, and Applications我们这里就以SiC为例（金刚石纳米线都是C原子，比较容易），搭建一个立方SiC沿(111)方向的纳米线结构。首先我们导入SiC_beta.xsd结构文件（路径为Structures-ceramics），并调整合适的显示方式。接下来我们切割表面（Build-Surfaces-Cleave Surface），一定要注意切割的Thickness，这是搭建纳米线结构非常重要的参数。对于纳米线，一定会要求符合正常的周期性结构（一个以上完整周期），这对于某些结构来说可能看着比较困难，我们可以先选一个较大的Thickness进行切割，之后再进行调整。这可以通过Recleave Surface实现，当我们在Cleave Surface对话框中单击了Cleave按钮，就会弹出表面结构文件，同时对话框的名字就变成了Recleave Surface，此时调整Thickness的值，就可以在表面结构文件中，实时性的看到结构层数的变化。我们可以看出来，Thickness为3的时候，就正好是一个周期，但是如果我们要添加真空层，使得这个周期的C原子层和下一个周期的Si原子层刚好保证原本的距离，应该有一个Si-C层距离的小真空层（厚度为Thickness为3.25时的厚度减去Thickness为3.0时的厚度），也就是整个周期性结构的总厚度应该为8.159 Å。记住这个值，并将Thickness重新设置为3.0，单击Recleave按钮。接下来我们来建立真空层，Build-Crystals-Build Vacuum Slab选项，这个时候我们把刚才的值8.159 Å填入到Crystal thickness中，注意不是真空层厚度，是晶体总厚度，这样就会自动计算出所需要添加的真空层厚度，单击Build按钮，就得到了符合周期性要求的晶体。接下来我们可以进行一些简单的处理，例如改变显示方式为In-cell，并在c轴上多显示几个晶格，看起来就比较像是线状（只是看起来，实际上等下还要进行其他处理，和周期结构分隔开，才是真正的纳米线，现在是晶体，三个方向都是无限的），没有连上的化学键也可以手动连接或者自动计算。
图6. 改变显示方式及化学键计算
纳米线的取向也可以再调整下，右键Lattice Parameters菜单，Advanced选项卡中的Orientation standard，调整c轴沿z轴方向，并单击Re-orient to standard按钮，单击快捷工具栏上的小房子Home图标，可以看到俯视图，是六方晶胞。到这里，我们就完成了第一个难点，也就是关于真空层建立时Thickness的设置问题，这是建立纳米线结构时一定要注意的内容。但是我们建立的仍然不是纳米线，而是一个三维方向无限延伸的晶体，之后我们要怎样把它变成纳米线呢？那么就请期待下一次我们的课程，对纳米线的结构进行建立，以及用另外的方式尝试构建纳米线的结构。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。