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CASTEP仅能在3D周期模型文件基础上进行计算,必须构建超单胞,以便研究分子体系

默认条件下,CASTEP使用得是BFGS几何优化方法,即拟牛顿算法

Castep的几何优化过程的本质是期望利用一个迭代过程来完成优化任务,在进行迭代的过程中,通过调整原子坐标和晶胞参数使结构的总能量最小化。

CASTEP几何优化的核心是通过不断的减小计算力和应力的数量级,直至小于所规定的收敛误差。

当然,也可能给定外部应力张量来对拉应力,压应力和切应力等作用下的体系行为模型化。

在这些情况下反复迭代内部应力张量直到与所施加的外部应力相等

Castep默认的能量单位是电子伏特ev，换算关系为1eV=0.036749308Ha=23.0605kcal/mole=96.4853kJ/m

2、Energycutoff截断能

SCFtolerance：

迭代标准，就是每两部之间算完的标准（SCF：

就是自洽场selfconsistentfield，解薛定谔方程时在开始并不知道波函数，从而也无法获得所需要的电子密度；

因此可以先用一个解进行迭代运算，直到最后达到所需要的结果）

Kpointset:

K点设置（布里渊区的点数选择，就像你选样本来看产品的合格率一样，选的多就会慢，但会更准确一些）

3、建模时加入杂质原子的方法：

方法一：

用鼠标点上将要被取代得原子（点上后原子颜色将变成黄色），在窗口的右边属性栏中，将会显示这个原子的相关属性，并告诉你这个原子的元素种类（比方是Al吧），然后点这个元素种类Al，将出现一个元素周期表，选择你要掺杂得原子，确定就可以了！

方法二：

建立完没有掺杂的晶胞后,选supercell,然后再选择要替换的原子,进行掺杂.如果不把晶胞的对称性改为supercell就不能改变其中的一个原子,而是由于对称性把同一元素的所以原子改变了

4、

（1）castep建立晶体的模型步骤：

build/buildcrystal,弹出对话框，然后按照晶格参数填入。

这个时候要选择空间群（group这个选项），这里注意，在开始建立的时候要填入的是晶格参数，也就是a，b,c。

然后添加原子，添加原子的时候要填入的是每个元素对应的坐标，也就是x,y,z，进行到这里，初步的结构就出来了。

然后要点build/crystal/rebuildrystal；

这样，图形就整洁了很多。

按照教程所说，还要点build/symmetry/primitivecell

注意事项：

已经知道其晶格参数（这点重要啊，开始不了解需要知道这个参数，走了一些弯路）。

开始构建的时候犯了个错误，在addatom的时候没有注意弹出的对话框里有个Option选项，里面有个坐标要选分数坐标。

这里也要注意。

（2）采用DMOL3建模的基本步骤：

第一种情况:

从程序自带的各种晶体及有机模型中导入体系的晶胞打开MS，由file>

import>

structures>

metals\>

pure-metals>

Fe导入Fe的晶胞。

由build>

Surfaces>

cleaveSurfaces打开对话框。

在对话框中输入要建立的晶面（hkl），选择position，其中depth控制晶面层数。

进入build>

Supercell，输入A、B、C的值，得到想要的超晶胞。

到该步骤，我们已经建立了一个周期性的超晶胞。

如果要做周期性计算，则应选择build>

Crystals>

buildvaccumslab，其中真空层通常选择10埃以上。

如果建立团簇模型则选择build>

Symmetry>

Non-periodicStructure，去掉模型的周期性，并跟据自己的实际需要删除部分原子，得到想要的团簇模型。

在表面插入分子时通过菜单栏上的几个小图标添加即可。

第二种情况:

手动建模，优点是可控制晶格常数。

首先从文献中查到晶体的晶格常数的实验值。

打开build>

buildcrystals，可见到对话框。

在对话框中选择空间群与点群，然后在LatticeParameter中设置晶胞基矢的长度及夹角。

然后打开build>

Addatom，从对话框中输入坐标。

这里只需输入几个有代表性的原子的坐标，不必全部输入。

在坐标输入前首先在option页面中选择coordinatesystem，或者分数坐标或者卡迪尔坐标。

以下步骤重复2-5步。

需要注意的是，采取什么样的团簇并不是任意的。

原因是很多模型构造出来后在优化过程中往往不收敛。

要避免这个问题的办法是查阅文献，参考文献上模型进行选取，因为它们的模型通常是经过试验证实收敛的。

5、Electronic>

More>

SCF里的Usesmearing。

这个关键字有助于加快收敛，但是设的多大往往会产生错误的结果，它也相当于允许的误差范围

6、画苯环最简单的方法是：

Alt+六元环画笔。

第二种方法就是先画一个六元环，再按住Shift键选中六个环单键，将其改为partialdoublebond

7、用demolJ计算分子轨道怎么看HUMO,LUMO图，其中的黄色蓝色代表什么?

答：

dmol计算的时候选择properties里面的orbitals把homo和lumo选上然后计算，算完以后打开analysis对话框选择orbitals，就看到你算的homo和lumo了，然后import就在模型中可以看见homo和lumo了

8、如何在半导体上建金属表面？

用ms里面的layerbuilder构建界面，基底为半导体，半导体上长金属层是通过layerbuilder构建的

9、请教各位一个问题，在MS的Dmol3下计算能量，在分析里查看HOMO和LUMO轨道的电子云的计算结果时，有两种颜色，默认的是黄色和蓝色。

这种颜色的不同代表什么意思？

还有一般用HOMO和LUMO轨道的电子云说明什么问题啊？

我看很多文献说什么（π-π）派-派跃迁就是3.1415926所代表的那个希腊字母这里不知道怎么输入。

还有（σ-σ）西格玛-西格玛等等，学习化学的人应该能够了解，可以从这上面看出来吗？

A、其实两种颜色的电子云不是代表homo和lumo的，只是说这个地方波函数是正号还是负号。

因为对于电子云来说，其实是波函数的平方，这个地方为了区别波函数的正负号，所以引进了两种颜色的电子云

B、在分子进行反应时，最高占据轨道（HOMO）和最低空轨道（LUMO）其有特别重要的作用。

分子轨道对称性守恒原理认为：

在反应过程中，当有反应物分子轨道转变成产物的分子轨道时，其对称性始终保持不变，即始终都属于同一个不可约表示。

如果反应物基态的分子轨道变成的是产物的基态的分子轨道，那么反应就是热允许的。

（意即温和加热就可进行）如果变成的是激发态的分子轨道，就是热禁阻的（意即不可能用温和加热的方法促其进行）。

如果反应物受光激发后由电子占据的分子轨道（激发态轨道）转变成产物的基态分子轨道，这一过程就是光允许的（意即用适当的光照就可使其进行）。

若转变成产物的更高激发态分子轨道，就是光禁阻的（意即无法用光照促其进行）。

10、固溶体的掺杂方法

11、castep性质计算结果

12、检查是否收敛成功

13、能带图分析

能带图显示的是在布里渊区中K矢量沿着高对称性方向上的电子能量依赖度

能带图中费米能级被分配的值为0

检查在费米能级上的能态数目，也就是Energy=0的点。

绝缘体将有明显的间隙，而导体会有许多态，在这里的曲线是典型的半导体。

注意，你可以看到从每个典型轨道产生许多态。

扩展周期系统的特点是其能带，这与分子系统中的轨道特征值相类似。

与轨道特征值不同的是，在晶胞中在不同的点能带的能量是不同的。

能带可以在晶胞的倒易空间中被描绘出来。

实际上，在倒易空间中有少数对称性唯一的方向，这样描述能带的特征只需要有限数目的点。

通过观察在不同点上能带之间的能隙，可能得出有关材料性质的结论，如材料是绝缘体、导体还是半导体等。

另一个描述材料电子结构特征的方法是通过态密度（DOS），DOS在每个能量范围内计算能级的相对数量。

在分子中有截然不同的能量特征值，所以严格来说，DOS在某些位置具有值1，在其它地方具有值0。

对一个晶体，相比之下，能级是一个连续体，具有能量范围之间的大约的能量值。

检查DOS也允许你查看一个系统是导体还是绝缘体，另外，局部态密度（PDOS）允许你根据个别的原子轨道s、p、d或者f来描述DOS的特点

14、态密度分析

15、ms中给晶体加压

16、几何优化中几个参数意义