CASTEP教程幻灯片.ppt

用第一原理预测AIAs的晶格参数 本指南主要是阐明在Materials Studio当中如何运用量子力学来测定物质的晶体结构。你将从中学到如何构建晶体结构以及如何设置CASTEP几何优化运行和分析结果。 本指南的内容如下： 1构建AlAs的晶体结构 2设置和运行CASTEP中的计算 3分析结果 4比较实验数据和结构 注意 如果你的服务器没有足够快的CPU，本指南限制使用CASTEP进行几何优化计算，因为它会占用相当长的时间 。 1 构建AlAs的晶体结构 为了构建晶体结构，我们需要知道你想要构建的晶体的空间群信息，晶格参数以及它的内部坐标。以AlAs为例，它的空间群是F-43m或空间群数字是216。它有两种基本元素Al和As ，其分数坐标分别为（0 0 0）和（0.25 0.25 0.25）。它的晶格参数为5.6622埃。 第一步是构建晶格。在Project explorer的跟目录上右键单击，选中New | 3D Atomistic Document。接着在3D Atomistic Document右键单击，把它更名为AlAs。 从菜单中选择Build | Crystals | Build Crystal，然后显示出Build Crystal对话框，如下： 一个没有原子的晶格就在3D model document中显示出来。现在我们就可以添加原子了。从菜单栏中选择Build | Add Atoms。通过它，我们可以把原子添加到指定的位置，其对话框如下：  本框中键入Al，然后按下Add按钮。铝原子就添加到结构中了。 在Element文本框中键入As。在a, b, c文本框中键入0.25。按 Add按钮。关闭对话框。 原子添加完毕，我们再使用对称操作工具来构建晶体结构当 中剩余的原子。这些原子也显示在邻近的单胞中。当然，我们 也可以通过重新建造晶体结构来移去这些原子。 从菜单栏中选择Build | Crystals | Rebuild Crystal...，按下 Rebuild按钮。在显示出的晶体结构中那些原子就被移走了。 我们可以把显示方式变为Ball and Stick。 在模型文档中右键单击，选择Display Styles，按下 Ball and stick按钮。关闭对话框。 在3D视窗中的晶体结构是传统的单胞，它显示的是格子立 方对称。如果存在的话，CASTEP使用的则是格子的全部对称. 既包含有两个原子的原胞和包含有8个原子的单胞是相对应的. 不论单胞如何定义，电荷密度，键长，每一类原子的总体能 量都是一样的，并且由于使用了较少的原子 ,使计算时间得以 减少。 CO吸附在Pd（110）面 目的：介绍用CASTEP如何计属表面上的吸附能。 2005年3月 总体来说，计算的精度是可以接受的。在Gamma点错误的声学波频率，3 cm-1 而不是0cm-1，使我们感觉这只是一般的精确度。通过对更好的SCF k点格子的计算，我们可以获得更加另人满意的实验结果。 现在创建声子态密度图： 从Materials Studio 菜单栏中选择Modules | CASTEP | Analysis 。从属性列表中选择Phonon density of states。确定Results file 选择框中显示的是Ge_PhononDOS.castep。把DOS display设置为Full。按下View 按钮。 创建了一个新的图形文档Ge DOS.xcd。它应当与下图相似： 4显示热力学属性 在CASTEP中的声子计算可以用来评价近似准谐波晶体的焓，熵，自由能，格子的热容对于温度的依赖性。可以用这些结果和实验数据（如，热容的测量）相比较以预测不同的结构经过修正后的相稳定性和相转变。 所有与能量相关的属性均画在同一种曲线图中，并且0点能量的计算值也包括在内。热容被独自画在图表的右侧。 现在使用声子计算的结果创建热力学属性图表。 从Materials Studio 菜单栏中选择Modules | CASTEP | Analysis 。从属性列表中选择Thermodynamic properties。确定Results file 选择框中显示的是Ge_PhononDOS.castep。 勾选上Debye temperature图，按下View按钮。 在结果文件夹中创建了两个新的图形文档Ge Thermodynamic Properties.xcd和Ge Debye Temperature.xcd。 所示图形如下： 没有非谐性