石墨烯grapheneMS建模方法.doc

1、打开material studio，新建一个工程，导入石墨graphite.msi（也可以自己build，然后添加原子）。 2、build-make p1（目的是消除对称性，这样才能够删除一层原子）。 3、删除一层原子（选中原子-delete）。 4、修改晶格参数：build-crystal-rebuild crystal，设置方位角 ， ， 5、构建supercell（方便掺杂，也为了好看）：build-symetry-supercell，构建一个5x5x1的超原胞。 6、cleave surface（为了能够添加真空层）：build-surface-cleave surface,(h,k,l)改为（0,0，-1） 7、添加20埃真空层（添加真空层是为了减小层与层之间的影响，至少20埃，大点没关系，最多是计算时时间长一点）：build-srystal-build vacuum。构建好后，模型如下：两种模型的建立方法：第一种，导入软件内置模型执行file import structure ceramics graphite.msi，获得双层石墨烯，层间距为0.34nm，将其扩充为6层，选定一层，将其移动到模型正中央，模型厚度为0.68*3nm；第二种方法，建立晶胞，选择模型为第183型，设置参数为2.46、2.46和3.4，然后将碳原子添加进去，设置坐标为0.333、0.667和0.500，获得厚度为0.34nm的晶胞，将其扩充为6层，因此它的厚度与第一种一样。现在要确定两种模型的结点个数，为使体积接近，分别将其扩充为145和128个结点。如图，显而易见，第一种模型边沿布满结点，而第二种模型边沿没有结点。为使模型稳定，对它们初步先进行几何结构优化。优化以前，键角都是120键长均为0.142nm。几何结构优化后，键长和键角均发生了一些轻微变化。(模型一)(模型二)导入石墨结构后，cleave surface，取石墨的C方向(001)，选合适的thickness和position，使之只有一层原子（比如top:1.0，thickness 0.6），得到表面后再build vacuum slab，选thickness（比如20A），slab position可以选负的（比如-10A），这样就得到了，你还可以重新定义二维晶胞的晶格参数(build-symmetry-redefine lattice, 比如选B为-1 2 0，晶格就变成长方形的了，当然也可以在六方晶格的supercell上删掉一些原子得到长方形的supercell)，使之更适合你的需要。选择 Import |Structures| ceramics and import graphite.msi .然后选择 ,Build |Symmetry |Make P1，删除其中一层, 把剩下的一层移到中间 ,然后选择 Build |Symmetry | Find Symmetry|Find Symmetry |Impose Symmetry .接下来选择Build |Symmetry |Supercell ，创建5*5*1的石墨烯超晶胞 .接下来选择 Build |Crystals |Rebuild Crystal . .把C值增加到15，点击rebuild crystal.Sample Text优化步骤. 点击 CASTEP 按钮Calculation 打开 CASTEP Calculation对话框. 把 Task从 Energy 改变为 Geometry Optimization .点击 More 打开 CASTEP Geometry Optimization 对话框 .把 Quality 改为 Fine ,然后勾选上 the Optimize Cell 复选框 . 接下来选择 Electronic , 把SCF tolerance 改为 Fine ，然后点击 More 打开 CASTEP Electronic Option对话框. 在 Basis标签下勾选Use custom energy cutoff并键入300.在 k-point 下点击the Custom grid parameters radio .在 the Grid parameters field下 ,把a、b、c依次设置为3、3、1，并关闭对话框 . 最后 , 点击Run。布里渊区积分路径：dirac point应该出现在K点。但是当构建超胞的时候，由于去掉了体系的对称性（make P1），K点不再是MS计算时默认的高对称点了。因此，在计算Band Structure时，MS的选项里没出现K点。有两种解决方法。一是用MS先确定模型的对称性，看看能不能使K点出现。（对于我选取的n