CASTEP模塊計(jì)算表面上的吸附能

1、注意，不能用中文建目錄。注意，不能用中文建目錄。計(jì)算結(jié)果要及時(shí)保存。計(jì)算結(jié)果要及時(shí)保存。COCO吸附在吸附在PdPd（110110）面）面 目的：目的：介紹用CASTEP如何計(jì)屬表面上的吸附能。模塊模塊：CASTEP，Materials Visualizer背景知識(shí)：Pd的表面在許多催化反應(yīng)中都起著非常重要的作用。理解催化反應(yīng)首先是弄清楚分子是如何與這樣的表面相結(jié)合的。在本篇文章中，通過(guò)提出下列問(wèn)題，DFT（密度泛函）模擬有助于我們的理解：分子趨向于吸附在哪里？可以有多少分子吸附在表面？吸附能是什么？它們的結(jié)構(gòu)像什么？吸附的機(jī)制是什么？ 我們應(yīng)當(dāng)把注意力集中于吸附點(diǎn)，既短橋點(diǎn)，因?yàn)楸娝苤?/p>

2、首選的能量活潑點(diǎn)。而且覆蓋面也是確定的(1 ML)。在1 ML 覆蓋面上CO 分子互相排斥以阻止CO 分子垂直地連接在表面上?？紤]到(1x1)和(2x1)表面的單胞，我們將要計(jì)算出這種傾斜對(duì)化學(xué)吸收能的能量貢獻(xiàn)。緒論緒論:在本指南中，我們將使用CASTEP來(lái)最優(yōu)化和計(jì)算數(shù)種系統(tǒng)的總體能量。一旦我們確定了這些能量，我們就可以計(jì)算CO在Pd(110)面上的化學(xué)吸附能。本課程包括：1. 準(zhǔn)備項(xiàng)目 2最優(yōu)化Pd3. 構(gòu)造和優(yōu)化CO 4構(gòu)造Pd(110) 面5. Relaxing Pd(110)面 6. 添加CO到1x1Pd(110)，優(yōu)化此結(jié)構(gòu)7. 設(shè)置和優(yōu)化2x1Pd(110)面 8. 分析能量 9

3、. 分析態(tài)密度(面心立方面心立方)a0Pd-PdZ=/20ad01123412345678a0560/2/ 2oPd PdoPd PdaZadZ12431準(zhǔn)備項(xiàng)目準(zhǔn)備項(xiàng)目 選一路徑，建立一個(gè)CO-Pd文件夾。然后按下列操作， 在CO-Pd文件夾中生成CO-Pd的Project。 本指南包含有五種明顯不同的計(jì)算。為便于管理項(xiàng)目，我們先在項(xiàng)目中準(zhǔn)備五個(gè)子文件夾。在Project Explorer的根圖標(biāo)上右鍵單擊，選擇New | Folder。再重復(fù)此操作四次。在New Folder上右鍵單擊，選擇Rename，鍵入Pd bulk。在其它的文件上重復(fù)此操作過(guò)程，把它們依次更名為Pd(110)，CO

4、 molecule，, (1x1) CO on Pd(110)，和 (2x1) CO on Pd(110). 2 2最優(yōu)化最優(yōu)化bulk Pd Materials Studio所提供的結(jié)構(gòu)庫(kù)中包含有Pd的晶體結(jié)構(gòu)。在Project Explorer中，右鍵單擊Pd bulk文件夾并且選擇Import.，從Structures/metals/pure-metals中導(dǎo)入Pd.msi。 顯示出bulk Pd的結(jié)構(gòu)，我們把顯示方式改為Ball and Stick。在Pd 3D Model document中右鍵單擊，選擇Display Style，在A(yíng)toms標(biāo)簽中選擇Ball and Stick，

5、關(guān)閉對(duì)話(huà)框。 現(xiàn)在使用CASTEP來(lái)優(yōu)化bulk Pd。 從工具欄中選擇CASTEP ，再選擇Calculation或菜單欄中選擇Modules | CASTEP | Calculation。 CASTEP對(duì)話(huà)框如下： 把Task從Energy改為Geometry Optimization，按下More.按鈕，在 CASTEP Geometry Optimization對(duì)話(huà)框中選中Optimize Cell選項(xiàng)。按下Run鍵。出現(xiàn)一個(gè)關(guān)于轉(zhuǎn)換為原胞的信息框，按下OK。 工作遞交后，開(kāi)始運(yùn)行。結(jié)束后出現(xiàn)如下信息。 工作完成后，我們保存項(xiàng)目，選擇File | Save Project。然后在Pro

6、ject Explorer中打開(kāi)位于Pd CASTEP GeomOpt文件夾中的Pd.xsd，顯示的即為Pd優(yōu)化后的原胞結(jié)構(gòu)。由下面步驟恢復(fù)Pd優(yōu)化后的晶胞結(jié)構(gòu)。注意保存計(jì)算結(jié)果注意保存計(jì)算結(jié)果在左側(cè)的Properties中選擇Lattice 3D，從中可以看到優(yōu)化后的晶格參數(shù)大約為3.95 ，其而其實(shí)驗(yàn)值為3.89 。 現(xiàn)在我們應(yīng)該進(jìn)行下一步操作，構(gòu)造CO分子。 3構(gòu)造和優(yōu)化構(gòu)造和優(yōu)化CO CASTEP只能處理周期性的體系。為了能夠優(yōu)化CO分子的幾何結(jié)構(gòu)，我們必需把它放入晶格點(diǎn)陣中。 在Project Explorer中，右鍵單擊文件夾 CO molecule，選擇New | 3D Atom

7、istic Document。在3D Atomistic Document.xsd上右鍵單擊，選中Rename。鍵入CO，按下RETURN鍵，建立CO.xsd文件。文件。 現(xiàn)在顯示的是一個(gè)空3D模型文檔。我們可以使用Build Crystal工具來(lái)創(chuàng)建一個(gè)空晶格單元，然后在上面添加CO分子。 從菜單欄中選擇Build | Crystals | Build Crystal 再選中Lattice Parameters標(biāo)簽，把每一個(gè)單元的長(zhǎng)度a, b, 和 c改為8.00， 按下Build按鈕。在3D模型文檔中顯示出一個(gè)空單元。 CO分子中C-O鍵的鍵長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)值是1.1283 。通過(guò)笛卡兒坐標(biāo)系來(lái)添加

8、原子，我們可以精確的創(chuàng)建此種鍵長(zhǎng)的CO分子。 在A(yíng)dd Atoms對(duì)話(huà)框中，選擇Options標(biāo)簽，確定Coordinate system為Cartesian。 從菜單欄選擇Build | Add Atoms，或單擊圖標(biāo) 打開(kāi)Add Atoms對(duì)話(huà)框。 然后選中Atoms標(biāo)簽，利用默認(rèn)設(shè)置，按下Add按鈕，將C原子加到坐標(biāo)原點(diǎn)。 這樣就將這樣就將CO分子周期性地放分子周期性地放到晶格中。測(cè)量一下到晶格中。測(cè)量一下CO鍵長(zhǎng)。鍵長(zhǎng)。 在A(yíng)dd Atoms對(duì)話(huà)框中，把Element改為O，x 和 y的坐標(biāo)值依然為0，把z的坐標(biāo)值改為1.1283。按下Add按鈕，關(guān)閉對(duì)話(huà)框。從工具欄中選擇CASTEP

9、 工具，然后選擇Calculation。 先前計(jì)算時(shí)的設(shè)置依然保留著。盡管如此，我們此次計(jì)算不需不需要優(yōu)化晶胞要優(yōu)化晶胞。 在Setup標(biāo)簽中，按下More.按鈕。勾去Optimize Cell選項(xiàng)。關(guān)閉對(duì)話(huà)框。 現(xiàn)在我們準(zhǔn)備優(yōu)化CO分子。選擇Electronic標(biāo)簽，把k-point set由Medium改為Gamma。 選擇Properties標(biāo)簽，選中Density of states。把k-point set改為Gamma，勾選Calculate PDOS選項(xiàng)。按下Run按鈕。 出現(xiàn)如下對(duì)話(huà)框，選擇No。出現(xiàn)如下信息，表示CO優(yōu)化成功。查看查看OC的原子坐標(biāo)，與實(shí)驗(yàn)值有差異。的原子坐標(biāo)

10、，與實(shí)驗(yàn)值有差異。從菜單欄中選擇File | Save Project，然后在選中Window | Close All。我們可以進(jìn)行下一步操作。 4構(gòu)造構(gòu)造Pd(110)面面下面我們將要用到從Pd bulk中獲得的Pd優(yōu)化結(jié)構(gòu)。在Pd bulk/Pd CASTEPGeomOpt文檔中打開(kāi)Pd.xsd。注意保存計(jì)算結(jié)果注意保存計(jì)算結(jié)果創(chuàng)建表面分為兩個(gè)步驟。第一步是劈開(kāi)表面，第二步是創(chuàng)建一個(gè)包含表面的真空板。 從菜單欄中選擇Build | Surfaces | Cleave Surface。把the Cleave plane (h k l)從（-1 0 0）改為（1 1 0），然后按下TAB鍵。把

11、Fractional Thickness增加到1.5，按下Cleave按鈕，關(guān)閉對(duì)話(huà)框。注意，表面平行于z軸，后面要改。此時(shí)，顯示出一個(gè)包含有二維周期性表面的全新的三維模型文檔。由下列操作可顯示更大的表面范圍。 盡管如此，CASTEP要求有一個(gè)三維周期性的輸入體系。我們可以用Vacuum Slab工具來(lái)獲得。 在菜單欄中選擇Build | Crystals | Vacuum Slab則結(jié)構(gòu)由二維變成三維，把真空添加到了原子上。 把Vacuum thickness從10.00改為8.00。按下Build鍵。這時(shí)表面平行于z軸，在xy的角平分線(xiàn)上。 在繼續(xù)下面的操作前，我們要重新定位一下格子。我們

12、應(yīng)該改變格子的顯示方式并且旋轉(zhuǎn)該結(jié)構(gòu)，使屏幕上的Z軸成豎直狀。 在3D Viewer上單擊右鍵，選擇Lattice Parameters選項(xiàng)。選擇Advanced標(biāo)簽，按下Reorient to standard按鈕，關(guān)閉對(duì)話(huà)框。注意，此時(shí)表面垂直于z軸，習(xí)慣。 在3D Viewer上單擊右鍵，選擇Display Style選項(xiàng)，選擇Line，則從結(jié)構(gòu)圖上可清楚看到OABC。記住相對(duì)方位，恢復(fù)顯示位Ball and Stick。轉(zhuǎn)動(dòng)晶格，使z軸垂直于屏幕。打開(kāi)Display Style 對(duì)話(huà)框，選擇Lattice 標(biāo)簽，將Display style 由 Default 改為 Original。

13、關(guān)閉對(duì)話(huà)框。在鍵盤(pán)上連續(xù)兩次按 Up （或Down），Z軸平行屏幕，原子在下方。 把Z坐標(biāo)最大值所對(duì)應(yīng)的Pd原子稱(chēng)為最高層Pd原子。 在本指南的稍后部分，我們要求知道原子層間的距離do，我們可以通過(guò)計(jì)算原子坐標(biāo)來(lái)得到。 從菜單欄中選擇從菜單欄中選擇View | Explorers | View | Explorers | Properties ExplorerProperties Explorer，選擇選擇FractionalXYZFractionalXYZ中中X=0.5X=0.5，Y=0.5 Y=0.5 的的PdPd原原子。注意從子。注意從XYZXYZ屬性中屬性中所獲得的所獲得的Z Z的坐標(biāo)

14、值。的坐標(biāo)值。 XYZ=(000)1晶體的方向依上面的設(shè)置發(fā)生了改變，由原來(lái)的XYZxyz。C軸，即z軸垂直(110)面。調(diào)整方向后，調(diào)整方向后，x、y、z改變。改變。OA=a0=3.89，短橋，短橋OB=2.8在在yz面上。面上。1A8765BO1 在3D model document中單擊右鍵，選擇Display Style。然后選中Lattice標(biāo)簽，在Display中，把Style從Default改為Origina。 用 鈕轉(zhuǎn)，三維模型文檔如右所示： 把Z坐標(biāo)最大值所對(duì)應(yīng)的Pd原子稱(chēng)為最高層Pd原子。 在本指南的稍后部分，我們要求知道原子層間的距離do，我們可以通過(guò)計(jì)算原子坐標(biāo)來(lái)得到。

15、 從菜單欄中選擇從菜單欄中選擇View | Explorers | Properties ExplorerView | Explorers | Properties Explorer，選擇選擇FractionalXYZFractionalXYZ中中X=0.5X=0.5，Y=0.5 Y=0.5 的的PdPd原子。注意從原子。注意從XYZXYZ屬性中屬性中所獲得的所獲得的Z Z的坐標(biāo)值。的坐標(biāo)值。 選中選中Z的坐標(biāo)值應(yīng)為1.39 ，此既為原子層間的距離。 注意：一個(gè)fcc(110)體系，do 可通過(guò)下列公式得到： . 在弛豫表面之前，如果僅僅是只需要弛豫表面，我們必需要束縛住內(nèi)部Pd原子。 不包括

16、最高層的不包括最高層的PdPd原子，按住原子，按住SHIFTSHIFT鍵選中所有的鍵選中所有的PdPd原子。從菜原子。從菜單欄中選中單欄中選中Modify | ConstraintsModify | Constraints，勾選上，勾選上Fix fractional Fix fractional positionposition。關(guān)閉對(duì)話(huà)框。關(guān)閉對(duì)話(huà)框。 則剛才所選中的原子已經(jīng)被束縛，我們可以通過(guò)改變顯示的顏則剛才所選中的原子已經(jīng)被束縛，我們可以通過(guò)改變顯示的顏色來(lái)看到它們。色來(lái)看到它們。 在在3D3D模型文檔中單擊以取消所選中的原子。單擊右鍵選擇模型文檔中單擊以取消所選中的原子。單擊右鍵選擇

17、Display StyleDisplay Style，在，在A(yíng)tomsAtoms標(biāo)簽的標(biāo)簽的ColoringColoring部分，把部分，把Color byColor by選選項(xiàng)改為項(xiàng)改為ConstraintConstraint。3D3D模型文檔顯示如下：模型文檔顯示如下： 這個(gè)結(jié)構(gòu)用來(lái)做這個(gè)結(jié)構(gòu)用來(lái)做Pd(110)Pd(110)表面的弛豫，它同時(shí)也是優(yōu)表面的弛豫，它同時(shí)也是優(yōu)化化CO CO 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Color by選項(xiàng)再改為選項(xiàng)再改為Element，關(guān)閉對(duì)話(huà)框。，關(guān)閉對(duì)話(huà)框。 Pd(110).xsd Pd(110).xsd

18、為當(dāng)前文件。從菜單欄中選擇為當(dāng)前文件。從菜單欄中選擇 File | Save File | Save As.As.，把它導(dǎo)引到，把它導(dǎo)引到Pd(110)Pd(110)文件夾中，按下文件夾中，按下SaveSave按鈕。對(duì)按鈕。對(duì)(1x1) (1x1) CO on Pd(110)CO on Pd(110)文件夾也重復(fù)此操作，但是這一次把文檔的名字文件夾也重復(fù)此操作，但是這一次把文檔的名字改為改為(1x1) CO on Pd(110)(1x1) CO on Pd(110)。此處改文件名再選擇再選擇File | Save Project，然后選擇，然后選擇Window | Close All。注意保存

19、計(jì)算結(jié)果注意保存計(jì)算結(jié)果5弛豫弛豫Pd(110)面面 現(xiàn)在我們先優(yōu)化Pd (110)表面。在Project Explorer的Pd (110)文件夾中打開(kāi)Pd(110).xsd。從工具欄中選中CASTEP 工具，然后選擇Calculation。按下More.按鈕，確定Optimize Cell沒(méi)有被選中。關(guān)閉對(duì)話(huà)框。 為了維持我們想要完成的計(jì)算的一致性，我們應(yīng)該更改為了維持我們想要完成的計(jì)算的一致性，我們應(yīng)該更改ElectronicElectronic標(biāo)簽中的一些設(shè)置。標(biāo)簽中的一些設(shè)置。 選擇選擇Electronic tabElectronic tab標(biāo)簽，然后按下標(biāo)簽，然后按下More.Mo

20、re.按鈕。從按鈕。從CASTEP CASTEP Electronic OptionsElectronic Options對(duì)話(huà)框中選擇對(duì)話(huà)框中選擇BasisBasis標(biāo)簽，勾選上標(biāo)簽，勾選上Use custom Use custom energy cut-offenergy cut-off并且把閾值從并且把閾值從260.0260.0改為改為300.0300.0。選擇。選擇k-pointsk-points標(biāo)簽，標(biāo)簽，勾選上勾選上Custom gridCustom grid參數(shù)。在參數(shù)。在Mesh parametersMesh parameters域中，把域中，把a(bǔ) a改到改到3 3，b b改到改

21、到4 4，c c改到改到1 1。關(guān)閉對(duì)話(huà)框。關(guān)閉對(duì)話(huà)框。 我們還應(yīng)該計(jì)算此體系的態(tài)密度。我們還應(yīng)該計(jì)算此體系的態(tài)密度。 選擇選擇CASTEP Calculation對(duì)話(huà)框中的對(duì)話(huà)框中的Properties標(biāo)簽，選中標(biāo)簽，選中Density of states。勾選上。勾選上Calculate PDOS，把，把k-point set改為改為Medium。 按下按下Run按鈕，關(guān)閉對(duì)話(huà)框。按鈕，關(guān)閉對(duì)話(huà)框。改為20計(jì)算的運(yùn)行會(huì)耗費(fèi)一定的時(shí)間，結(jié)束后出現(xiàn)如下信息。計(jì)算的運(yùn)行會(huì)耗費(fèi)一定的時(shí)間，結(jié)束后出現(xiàn)如下信息。Pd(110)Pd(110)面面 優(yōu)化前優(yōu)化前Pd(110)Pd(110)面面 優(yōu)化后優(yōu)化

22、后從菜單欄中選擇File | Save Project，然后選擇Window | Close All。我們現(xiàn)在可以構(gòu)建下一組表面。我們現(xiàn)在可以構(gòu)建下一組表面。思考：其它兩個(gè)Pd的坐標(biāo)變不變？6添加添加CO到到1x1Pd(110)表面表面，優(yōu)化此結(jié)構(gòu)，優(yōu)化此結(jié)構(gòu) 我們要使用在(1x1) Co on Pd(110)文件中的結(jié)構(gòu)來(lái)進(jìn)行下面的工作。 在Project Explorer中，打開(kāi)(1x1) Co on Pd(110)文件中的(1x1) CO on Pd(110).xsd。注意，此處的注意，此處的PdPd晶格已優(yōu)化，晶格已優(yōu)化，而而(110)(110)面未優(yōu)面未優(yōu)化?；?。 現(xiàn)在在short

23、bridge position上添加CO分子。我們要利用的依據(jù)是：CO 在 Pd(110)上的鍵長(zhǎng)已經(jīng)通過(guò)實(shí)驗(yàn)所獲得。CO在Pd(110)的yz平面上的幾何結(jié)構(gòu)。 zPd-Pd 即所取的buld的厚度(3層原子，中間的未顯示)，所以Zc從底層原子算起。 右圖中陰影線(xiàn)原子在格子中不顯示：Original display mode。 第一步是添加碳原子。Pd-C鍵的鍵長(zhǎng)（用dPd-C表示）應(yīng)為1.93 。當(dāng)我們使用Add Atom 工具時(shí)，我們即可以使用笛卡兒坐標(biāo)也可以使用分?jǐn)?shù)坐標(biāo)，但在本例當(dāng)中，我們應(yīng)該使用分?jǐn)?shù)坐標(biāo)xC, yC, 和zC。xC, yC非常簡(jiǎn)單，xC =0，yC =0.5。盡管如此

24、，zC比較困難。我們可以通過(guò)zPd-C 和zPd-Pd二者之間的距離來(lái)構(gòu)造它。 B O 短橋O A 長(zhǎng)橋(面心立方面心立方)a0Pd-PdZ=/20ad01123412345678a0560/2/ 2oPd PdoPd PdaZadZ1243zPd-Pd可以由晶格參數(shù)a0除以2得到。 022220/23.93/22.78/ 21.391.931.391.354.12Pd PdoPd PdPd CPd CCPd PdPd CZadZZddZZZ現(xiàn)在我們把距離改為分?jǐn)?shù)長(zhǎng)度，可以通過(guò)晶格參數(shù)（Lattice parameters）工具得到。在3D模型文檔中單擊右鍵，選擇Lattice paramet

25、ers。注意c的值。(000) 為了計(jì)算z的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)，我們僅需要用晶格參數(shù)c除以zC（結(jié)果為0.382）。 從菜單欄中選擇Build | Add Atoms，然后選中Options標(biāo)簽。確保Coordinate system為Fractional。選擇Atoms標(biāo)簽，選中C原子，把a(bǔ)改為0，b為0.5，c為0.382, 按下Add按鈕。 在3D Viewer上按右鍵，選Label。 如果我們想確認(rèn)我們已經(jīng)正確的設(shè)置了模型，可以使用Measure/Change工具。 單擊工具欄中Measure/ChangeMeasure/Change工具 的選項(xiàng)箭頭，然后選擇DistanceDistance。在

26、C C原子上單擊左鍵，原子上單擊左鍵，松開(kāi)后松開(kāi)后C C原子上出現(xiàn)十字叉絲。將原子上出現(xiàn)十字叉絲。將鼠標(biāo)移至鼠標(biāo)移至PdPd原子，再原子，再單擊左左鍵，則如圖所示，顯示Pd-C的鍵長(zhǎng)為1.929 ，數(shù)字呈紅色，數(shù)字呈紅色 。 將鼠標(biāo)恢復(fù)為 ，鍵長(zhǎng)數(shù)字變?yōu)榫G色。鼠標(biāo)單擊鍵長(zhǎng)數(shù)字，其顏色變?yōu)辄S色。這時(shí)按Delete，可刪除該數(shù)字。下一步是添加氧原子。 *在A(yíng)dd Atoms對(duì)話(huà)框中，把 Element改為O。 在實(shí)驗(yàn)中，C-O鍵的長(zhǎng)度為1.15 。 ZO=ZC+ZC-O=4.12+1.15=5.27 O的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為 ZO/C=5.27/10.78=0.489， * 把這個(gè)值寫(xiě)到氧的z分?jǐn)?shù)坐標(biāo) 上，

27、氧的z坐標(biāo)值為0.489。按下Add按鈕。關(guān)閉對(duì)話(huà)框。 同樣用 查看CO的鍵長(zhǎng)，正確。 計(jì)算Pd表面結(jié)構(gòu)時(shí)，使用的對(duì)稱(chēng)性是P1。但是即使添加了CO，體系仍有更高的對(duì)稱(chēng)性。我們可以通過(guò)Find Symmetry工具來(lái)找到其對(duì)稱(chēng)性，并強(qiáng)加對(duì)稱(chēng)性（Impose Symmetry），加快計(jì)算。 在工具欄中選擇Find Symmetry工具 ，按下Find Symmetry按鈕，隨后按下Impose Symmetry按鈕。對(duì)稱(chēng)性為PMM2。PMM2 在3D模型文檔中單擊右鍵，選擇Display Style。選中Lattice標(biāo)簽，把Style改為Default。 結(jié)構(gòu)如下所示：在優(yōu)化幾何結(jié)構(gòu)之前，我們先

28、用save project保存，再把它保存到(2x1) CO on Pd(110)文件夾中。 從菜單欄中選擇File | Save As.，引導(dǎo)到(2x1) CO on Pd(110)文件。把文檔保存為(2x1) CO on Pd(110).xsd。 現(xiàn)在可以?xún)?yōu)化結(jié)構(gòu) 。 從菜單欄中選擇File | Save Project ，然后選擇Window | Close All。在Project Explorer中，打開(kāi)(1x1)CO on Pd(110)文件夾中的(1x1)CO on Pd(110) .xsd。從工具欄中選擇CASTEP 工具，然后選擇Calculation。 從先前的計(jì)算中得到的

29、參數(shù)應(yīng)當(dāng)保留。 按下RunRun按鈕。 優(yōu)化結(jié)束優(yōu)化前 優(yōu)化后7設(shè)置和優(yōu)化設(shè)置和優(yōu)化2x1Pd(110)面面 從菜單欄中選擇File | Save Project ，然后選擇Window | Close All。 第一步是打開(kāi)(2x1) CO on Pd(110)文件夾中的3D模型文檔。 在Project Explorer中，打開(kāi)(2x1) CO on Pd(110)文件夾中的(2x1) CO on Pd(110).xsd。這就是當(dāng)前的1x1單元， 我們需要使用Supercell工具把其變?yōu)?x1單元。從菜單欄中選擇Build | Symmetry | SuperCell，把b增加到2，按下C

30、reate Supercell按鈕。關(guān)閉對(duì)話(huà)框。其結(jié)構(gòu)看起來(lái)如下： (2x1) Cell of CO on Pd(110) 現(xiàn)在我們使CO分子傾斜。 為了簡(jiǎn)化此操作, 定義位于 y = 0.5處的分子為 A分子，位于y = 0 處的分子為B分子。 選一C原子，在左側(cè)Properties中查其坐標(biāo)y=1=0在3D Viewer上按右鍵，打開(kāi)Label對(duì)話(huà)框，標(biāo)記選中的原子。選擇B分子的碳原子。在Properties Explorer中，打開(kāi)XYZ屬性，在x域中減去0.6。選擇B分子的氧原子。在Properties Explorer中，打開(kāi)XYZ屬性，在x域中減去1.2。對(duì)A分子重復(fù)此操作。選中碳

31、原子，在Properties Explorer中，打開(kāi)XYZ屬性，在x域中增加0.6。選中氧原子，在x域中增加1.2。沿z軸看，分子的視圖如下?？梢钥匆?jiàn)吸附分子的形變。 選擇B分子的碳原子。在Properties Explorer中，打開(kāi)XYZ屬性，從x域中減去0.6。 對(duì)于B分子的氧原子重復(fù)此操作，但從x域中減去1.2。 我們應(yīng)注意到我們應(yīng)注意到Pd-CPd-C和和C-OC-O鍵長(zhǎng)的最初值已經(jīng)改變。鍵長(zhǎng)的最初值已經(jīng)改變。 B原子的C B原子的OA原子的C A原子的O前面畫(huà)錯(cuò)的同學(xué)，略改CO的原子坐標(biāo)，使其發(fā)生一點(diǎn)彎曲即可。 繪圖正確的同學(xué)，選擇A分子的C原子，打開(kāi)Properties中的Fr

32、actional XYZ，將 Z值改為 0.369。對(duì)B分子的C原子，同樣操作。 繪圖出錯(cuò)的同學(xué)，按下面步驟進(jìn)行。在工具欄中單擊Measure/Change工具 的選項(xiàng)箭頭，選中Distance。單擊A分子的C，出現(xiàn)十字叉。松開(kāi)鼠標(biāo)按鍵，鼠標(biāo)移至O單擊左鍵，出現(xiàn)十字叉。這時(shí)圖上顯示CO鍵長(zhǎng)。選中A分子的碳原子，使用Properties Explorer，改變FractionalXYZ屬性中Z的數(shù)值，這時(shí)圖上的CO鍵長(zhǎng)相應(yīng)改變。當(dāng)z=0.3086時(shí)，圖中顯示 CO鍵長(zhǎng)1.15 。對(duì)B分子重復(fù)上述操作。此操作在于更正Pd-C的鍵長(zhǎng)。 在工具欄中單擊Measure/Change工具 的選項(xiàng)箭頭，選中

33、Distance。單擊A分子的C-O鍵，在工具欄中選擇3D Viewer Selection Mode工具 ，選擇監(jiān)視窗口（既3D Atomistic Document）。在Properties Explorer中，改變Filter to Distance。把Distance屬性改為1.15 。對(duì)B分子重復(fù)此操作。 我們可以使用Measure/Change工具來(lái)更正C-O鍵長(zhǎng)。 現(xiàn)在重新計(jì)算此體系的對(duì)稱(chēng)性。 在工具欄中選擇Find Symmetry工具，按下Find Symmetry按鈕，隨后再按下Impose Symmetry按鈕。現(xiàn)在它的對(duì)稱(chēng)性是PMA2。 下面我們來(lái)優(yōu)化它的幾何結(jié)構(gòu)。 從

34、工具欄中選擇CASTEP工具，然后選擇Calculation。對(duì)于本次計(jì)算，我們需要改變k點(diǎn)的格子參數(shù)，這樣我們可以比較本次計(jì)算和上次計(jì)算的能量值。選中CASTEP Calculation對(duì)話(huà)框中的Electronic標(biāo)簽，按下More.按鈕。選擇k-points標(biāo)簽，把Custom grid parameters改為：a = 2, b = 3, c = 1。晶格參數(shù)變大，相應(yīng)的k points 的數(shù)值變小。關(guān)閉對(duì)話(huà)框，按下Run按鈕。 計(jì)算結(jié)束 計(jì)算結(jié)束后，在下面的內(nèi)容中我們需要詳細(xì)的摘錄整個(gè)體系的能量。我們可以進(jìn)行下一步，摘錄先前計(jì)算的能量。 8 8分析能量分析能量 在這一部分，我們將要計(jì)算化學(xué)吸收能DEchem，定義如下：允許CO分子依著彼此傾斜，然后減低分子的自我排斥力，會(huì)導(dǎo)致能量的增加。排斥能可從下面的公式得到： 為計(jì)算這些屬性，我們需要從CASTEP的文本輸出文檔中摘錄每一次模擬的整個(gè)能量。 在Project Explorer中，打開(kāi)CO molecule/CO CASTEP GeomOpt文件夾中的CO.castep。按下CTRL+F鍵，搜索Final Enthalpy。向下滑動(dòng)數(shù)行，在下面的表格中記錄下出現(xiàn)在“Final Enthalpy”此行之后的數(shù)值, -589.17eV。重復(fù)此操作，找到其它體系的整個(gè)能量，完成下面的表格。 獲取了