中科大MaterialsStudio培训教程包你学会请将这一系列全看完一定有收获.ppt

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1、中科大MaterialsStudio培训教程包你学会请将这一系列全看完一定有收获 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望功函数计算1。输入一个软件自带的已知体结构，或用 sketching 和 crystal building 工具建立一个新结构。Geometry optimize the bulk structure using CASTEP.Cleave the required crystallographic surface using the C

2、leave Surface dialog so that the thickness provides a meaningful representation of the bulk.Build a vacuum slab using the Build Vacuum Slab Crystal dialog,you should ensure that the distance between the surface and the end of the vacuum is great enough that there can be no potential interactions bet

3、ween the surface and the next layer.Choose Modules|CASTEP|Calculation from the menu bar.Select the Setup tab.Choose the Geometry Optimization task.Fix Cartesian atomic positions of some atoms in the middle of the slab using the Edit Constraints dialog,accessible from the Modify menu.Select either th

4、e LDA or GGA Functional from the dropdown list(see the theory section for more information on functionals).Click the Run button.Follow the steps in the Displaying the averaged potential chart for work function calculations topic.功函数的计算功函数的计算一、热电子发射和功函数一、热电子发射和功函数A：常数：常数W：功函数：功函数(或脱出功或脱出功)，将固，将固体中的电子

5、移至其表面、并处体中的电子移至其表面、并处于自由状态所需的最低能量。于自由状态所需的最低能量。V0EF0 xVW金属金属真空真空热电子发射的电流密度为热电子发射的电流密度为 Richardson定律定律V0：真空能级（势阱的深度）：真空能级（势阱的深度）W:26 eV。此此值值与晶体方向与晶体方向有关，有关，变变化范化范围约围约1eV。二二.功函数的计算模型功函数的计算模型 构造如右图所示的构造如右图所示的2维无限阵列，计算维无限阵列，计算的材料就是图中的板，板间是真空层。用的材料就是图中的板，板间是真空层。用CASTEP计算此体系的计算此体系的EF 和板间的静电势和板间的静电势分布分布(r)

6、，在平行表面的方向上对静电势取，在平行表面的方向上对静电势取平均，从而在板间得到平均，从而在板间得到V0，进而得到，进而得到W。由于功函数由于功函数W的数值依赖于晶体结构和的数值依赖于晶体结构和晶面取向，所以计算时需先优化体材料的晶晶面取向，所以计算时需先优化体材料的晶体结构，再绘制体结构，再绘制2维阵列。可以优化块层表维阵列。可以优化块层表面和块层内部的原子坐标，也可以不优化。面和块层内部的原子坐标，也可以不优化。通过这些选择，人们可以研究表面弛豫对功通过这些选择，人们可以研究表面弛豫对功0.8-1 nm3 nm.slab函数的影响。一般建议利用函数的影响。一般建议利用constraints

7、，固定块层中间的原子，使其，固定块层中间的原子，使其保留体材料的结构。保留体材料的结构。对块层进行计算时，为了反映体材料的性质，块层的厚度至少在对块层进行计算时，为了反映体材料的性质，块层的厚度至少在0.8-1nm。为了避免块层相邻表面间静电势的相互干扰，并使静电势达。为了避免块层相邻表面间静电势的相互干扰，并使静电势达到其渐进值，真空层的厚度至少为到其渐进值，真空层的厚度至少为3nm。计算思路：计算思路：对一定的晶体结构，求出总电子能量最低对一定的晶体结构，求出总电子能量最低的电荷密度分布的电荷密度分布(x)，再根据右式计算位置，再根据右式计算位置x处的电处的电势势(x)。显示成球棒结构转化为原胞性质不选优化成功Save project,close all 打开优化后的W恢复为晶胞，准备切面其它不变，改厚度至9埃切出一个厚度约9埃的表面。足够厚，表示体性质。Save project，工作窗口仅保留表面结构。30斜拉鼠标，选中中间的一些原子。现在弛豫表面一层的原子。严格计算应该slab取厚检查后，恢复按照Element显示颜色w4d4绿色，表层原子。另一表层，两层等价，两边对称。找不对称的。W 4.39(111)4.56(001)不优化