CASTEP模块计算表面上的吸附能PPT格式课件下载.ppt

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吸附的机制是什么？

我们应当把注意力集中于吸附点，既短桥点，因为众所周知它是首选的能量活泼点。

而且覆盖面也是确定的（1ML）。

在1ML覆盖面上CO分子互相排斥以阻止CO分子垂直地连接在表面上。

考虑到（1x1）和（2x1）表面的单胞，我们将要计算出这种倾斜对化学吸收能的能量贡献。

绪绪论论:

在本指南中，我们将使用CASTEP来最优化和计算数种系统的总体能量。

一旦我们确定了这些能量，我们就可以计算CO在Pd（110）面上的化学吸附能。

本课程包括：

1.准备项目2最优化Pd3.构造和优化CO4构造Pd（110）面5.RelaxingPd（110）面6.添加CO到1x1Pd（110），优化此结构7.设置和优化2x1Pd（110）面8.分析能量9.分析态密度（面心立方面心立方）a0d01123412345678a05612431准备项目准备项目选一路径，建立一个CO-Pd文件夹。

然后按下列操作，在CO-Pd文件夹中生成CO-Pd的Project。

本指南包含有五种明显不同的计算。

为便于管理项目，我们先在项目中准备五个子文件夹。

在ProjectExplorer的根图标上右键单击，选择New|Folder。

再重复此操作四次。

在NewFolder上右键单击，选择Rename，键入Pdbulk。

在其它的文件上重复此操作过程，把它们依次更名为Pd（110），COmolecule，,（1x1）COonPd（110），和（2x1）COonPd（110）.22最优化最优化bulkPdMaterialsStudio所提供的结构库中包含有Pd的晶体结构。

在ProjectExplorer中，右键单击Pdbulk文件夹并且选择Import.，从Structures/metals/pure-metals中导入Pd.msi。

显示出bulkPd的结构，我们把显示方式改为BallandStick。

在Pd3DModeldocument中右键单击，选择DisplayStyle，在Atoms标签中选择BallandStick，关闭对话框。

现在使用CASTEP来优化bulkPd。

从工具栏中选择CASTEP，再选择Calculation或菜单栏中选择Modules|CASTEP|Calculation。

CASTEP对话框如下：

把Task从Energy改为GeometryOptimization，按下More.按钮，在CASTEPGeometryOptimization对话框中选中OptimizeCell选项。

按下Run键。

出现一个关于转换为原胞的信息框，按下OK。

工作递交后，开始运行。

结束后出现如下信息。

工作完成后，我们保存项目，选择File|SaveProject。

然后在ProjectExplorer中打开位于PdCASTEPGeomOpt文件夹中的Pd.xsd，显示的即为Pd优化后的原胞结构。

由下面步骤恢复Pd优化后的晶胞结构。

注意保存计算结果注意保存计算结果在左侧的Properties中选择Lattice3D，从中可以看到优化后的晶格参数大约为3.95，其而其实验值为3.89。

现在我们应该进行下一步操作，构造CO分子。

3构造和优化构造和优化COCASTEP只能处理周期性的体系。

为了能够优化CO分子的几何结构，我们必需把它放入晶格点阵中。

在ProjectExplorer中，右键单击文件夹COmolecule，选择New|3DAtomisticDocument。

在3DAtomisticDocument.xsd上右键单击，选中Rename。

键入CO，按下RETURN键，建立CO.xsd文件。

文件。

现在显示的是一个空3D模型文档。

我们可以使用BuildCrystal工具来创建一个空晶格单元，然后在上面添加CO分子。

从菜单栏中选择Build|Crystals|BuildCrystal再选中LatticeParameters标签，把每一个单元的长度a,b,和c改为8.00，按下Build按钮。

在3D模型文档中显示出一个空单元。

CO分子中C-O键的键长实验值是1.1283。

通过笛卡儿坐标系来添加原子，我们可以精确的创建此种键长的CO分子。

在AddAtoms对话框中，选择Options标签，确定Coordinatesystem为Cartesian。

从菜单栏选择Build|AddAtoms，或单击图标打开AddAtoms对话框。

然后选中Atoms标签，利用默认设置，按下Add按钮，将C原子加到坐标原点。

这样就将这样就将CO分子周期性地放分子周期性地放到晶格中。

测量一下到晶格中。

测量一下CO键长。

键长。

在AddAtoms对话框中，把Element改为O，x和y的坐标值依然为0，把z的坐标值改为1.1283。

按下Add按钮，关闭对话框。

从工具栏中选择CASTEP工具，然后选择Calculation。

先前计算时的设置依然保留着。

尽管如此，我们此次计算不需不需要优化晶胞要优化晶胞。

在Setup标签中，按下More.按钮。

勾去OptimizeCell选项。

关闭对话框。

现在我们准备优化CO分子。

选择Electronic标签，把k-pointset由Medium改为Gamma。

选择Properties标签，选中Densityofstates。

把k-pointset改为Gamma，勾选CalculatePDOS选项。

按下Run按钮。

出现如下对话框，选择No。

出现如下信息，表示CO优化成功。

查看查看OC的原子坐标，与实验值有差异。

的原子坐标，与实验值有差异。

从菜单栏中选择File|SaveProject，然后在选中Window|CloseAll。

我们可以进行下一步操作。

4构造构造Pd（110）面面下面我们将要用到从Pdbulk中获得的Pd优化结构。

在Pdbulk/PdCASTEPGeomOpt文档中打开Pd.xsd。

注意保存计算结果注意保存计算结果创建表面分为两个步骤。

第一步是劈开表面，第二步是创建一个包含表面的真空板。

从菜单栏中选择Build|Surfaces|CleaveSurface。

把theCleaveplane（hkl）从（-100）改为（110），然后按下TAB键。

把FractionalThickness增加到1.5，按下Cleave按钮，关闭对话框。

注意，表面平行于z轴，后面要改。

此时，显示出一个包含有二维周期性表面的全新的三维模型文档。

由下列操作可显示更大的表面范围。

尽管如此，CASTEP要求有一个三维周期性的输入体系。

我们可以用VacuumSlab工具来获得。

在菜单栏中选择Build|Crystals|VacuumSlab则结构由二维变成三维，把真空添加到了原子上。

把Vacuumthickness从10.00改为8.00。

按下Build键。

这时表面平行于z轴，在xy的角平分线上。

在继续下面的操作前，我们要重新定位一下格子。

我们应该改变格子的显示方式并且旋转该结构，使屏幕上的Z轴成竖直状。

在3DViewer上单击右键，选择LatticeParameters选项。

选择Advanced标签，按下Reorienttostandard按钮，关闭对话框。

注意，此时表面垂直于z轴，习惯。

在3DViewer上单击右键，选择DisplayStyle选项，选择Line，则从结构图上可清楚看到OABC。

记住相对方位，恢复显示位BallandStick。

转动晶格，使z轴垂直于屏幕。

打开DisplayStyle对话框，选择Lattice标签，将Displaystyle由Default改为Original。

在键盘上连续两次按Up（或Down），Z轴平行屏幕，原子在下方。

把Z坐标最大值所对应的Pd原子称为最高层Pd原子。

在本指南的稍后部分，我们要求知道原子层间的距离do，我们可以通过计算原子坐标来得到。

从菜单栏中选择从菜单栏中选择View|Explorers|View|Explorers|PropertiesExplorerPropertiesExplorer，选择，选择FractionalXYZFractionalXYZ中中X=0.5X=0.5，Y=0.5Y=0.5的的PdPd原子。

注意从原子。

注意从XYZXYZ属性属性中所获得的中所获得的ZZ的坐标值。

的坐标值。

XYZ=（000）1晶体的方向依上面的设置发生了改变，由原来的XYZxyz。

C轴，即z轴垂直（110）面。

调整方向后，调整方向后，x、y、z改变。

改变。

OA=a0=3.89，短桥，短桥OB=2.8在在yz面上。

面上。

1A8765BO1在3Dmodeldocument中单击右键，选择DisplayStyle。

然后选中Lattice标签，在Display中，把Style从Default改为Origina。

用钮转，三维模型文档如右所示：

从菜单栏中选择从菜单栏中选择View|Explorers|PropertiesExplorerView|Explorers|PropertiesExplorer，选择选择FractionalXYZFractionalXYZ中中X=0.5X=0.5，Y=0.5Y=0.5的的PdPd原子。

注意从XYZXYZ属性中属性中所获得的所获得的ZZ的坐标值。

选中选中Z的坐标值应为1.39，此既为原子层间的距离。

注意：

一个fcc（110）体系，do可通过下列公式得到：

.在弛豫表面之前，如果仅仅是只需要弛豫表面，我们必需要束缚住内部Pd原子。

不包括最高层的不包括最高层的PdPd原子，按住原子，按住SHIFTSHIFT键选中所有的键选中所有的PdPd原子。

从菜原子。

从菜单栏中选中单栏中选中Modify|ConstraintsModify|Constraints，勾选上，勾选上FixfractionalFixfractionalpositionposition。

则刚才所选中的原子已经被束缚，我们可以通过改变显示的颜则刚才所选中的原子已经被束缚，我们可以通过改变显示的颜色来看到它们。

色来看到它们。

在在3D3D模型文档中单击以取消所选中的原子。

单击右键选择模型文档中单击以取消所选中的原子。

单击右键选择DisplayStyleDisplayStyle，在，在AtomsAtoms标签的标签的ColoringColoring部分，把部分，把ColorbyColorby选选项改为项改为ConstraintConstraint。

3D3D模型文档显示如下：

模型文档显示如下：

这个结构用来做这个结构用来做Pd（110）Pd（110）表面的弛豫，它同时也是优化表面的弛豫，它同时也是优化COCO分子在分子在Pd（110）Pd（110）表面的起始模型。

表面的起始模型。

把把Colorby选项再改为选项再改为Element，关闭对话框。

，关闭对话框。

Pd（110）.xsdPd（110）.xsd为为当当前前文文件件。

从从菜菜单单栏栏中中选选择择FileFile|SaveSaveAs.As.