中科大MS用CASTEP如何计属表面上的吸附能.ppt
《中科大MS用CASTEP如何计属表面上的吸附能.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《中科大MS用CASTEP如何计属表面上的吸附能.ppt(42页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、注意,不能用中文建目录。 计算结果要及时保存。,CO吸附在Pd(110)面,目的:介绍用CASTEP如何计属表面上的吸附能。,模块:CASTEP,Materials Visualizer,背景知识:Pd的表面在许多催化反应中都起着非常重要的作用。理解催化反应首先是弄清楚分子是如何与这样的表面相结合的。在本篇文章中,通过提出下列问题,DFT(密度泛函)模拟有助于我们的理解:分子趋向于吸附在哪里?可以有多少分子吸附在表面?吸附能是什么?它们的结构像什么?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(1 ML).。在1 ML 覆盖
2、面上CO 分子互相排斥以阻止CO 分子垂直的连接在表面上。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。,本指南包括: 1准备项目 2最优化Pd 3构造和优化CO 4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,1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C
3、O-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Project Explorer的根图标上右键单击,选择New | Folder。再重复此操作四次。在New Folder上右键单击,选择Rename,键入Pd bulk。在其它的文件上重复此操作过程,把它们依次更名为Pd(110),CO molecule,, (1x1) CO on Pd(110),和 (2x1) CO on Pd(110).,2最优化bulk Pd,Materials Studio所提供的结构库中包含有Pd的晶体结构。 在Project Exp
4、lorer中,右键单击Pd bulk文件夹并且选择Import,从Structures/metals/pure-metals中导入Pd.msi。,显示出bulk Pd的结构,我们把显示方式改为Ball and Stick。在Pd 3D Model document中右键单击,选择Display Style,在Atoms标签中选择Ball and Stick,关闭对话框。,现在使用CASTEP来优化bulk Pd。,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Ener
5、gy改为Geometry Optimization,按下More.按钮,在 CASTEP Geometry Optimization对话框中选中Optimize Cell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 | Save Project。然后在Project Explorer中打开位于Pd CASTEP GeomOpt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。,在左侧的Properties中选择Lattice 3D,从中可以看到优化后的
6、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CO,CASTEP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Project Explorer中,右键单击文件夹 CO molecule,选择New | 3D Atomistic Document.在3D Atomistic Document.xsd上右键单击,选中Rename。键入CO,按下RETURN键,建立CO.xsd文件。 现在显示的是一个空3D模型文档。我们可以使用Build Crystal工具来创建一个空晶格单元,然后在上面添加CO
7、分子。,从菜单栏中选择Build | Crystals | Build Crystal,再选中Lattice Parameters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。,从菜单栏选择Build | Add Atoms。,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Add Atoms对话框中,选择Options标签,确定Coordinate system为Cartesian。然后选中Atoms标签,按下Add按钮。,在Add Atoms对话框中,把El
8、ement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,我们此次计算不需要优化晶胞。,在Setup标签中,按下More.按钮。勾去Optimize Cell选项。关闭对话框。选择Electronic标签,把k-point set由Medium改为Gamma。,选择Properties标签,选中Density of states。把k-point set改为Gamma,勾选Calculate PDOS选项。按下Run按钮。,现在我们准备优化C
9、O分子。,出现如下信息,表示CO优化成功。,查看OC的原子坐标,与实验值有差异。,计算开始,我们可以进行下一步操作。 4构造Pd(110).面 下面我们将要用到从Pd bulk中获得的Pd优化结构。 从菜单栏中选择File | Save Project,然后在选中Window | Close All。在Pd bulk/Pd CASTEPGeomOpt文档中打开Pd.xsd。,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 | Cleave Surface。,把the Cleave plane (h k l)从(-1 0
10、 0)改为(1 1 0),然后按下TAB键。把Fractional top增加到1.5,按下Cleave按钮,关闭对话框。,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Vacuum Slab工具来获得。 在菜单栏中选择Build | Crystals | Vacuum Slab,把Vacuum thickness从10.00改为8.00。按下Build键。,则结构由二维变成三维,把真空添加到了原子上。,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
11、构,使屏幕上的Z轴成竖直状。,在3D model document中单击右键,选择Lattice Parameters选项。选择Advanced标签,按下Reorient to standard按钮,关闭对话框。,在3D model document中单击右键,选择在Display Style。然后选中Lattice标签,在Display中,把Style从Default改为Origina。,按下Up 指针键两次,三维模型文档如右所示:,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。,注意:直接用 按钮转达
12、也行。,从菜单栏中选择View | Explorers | Properties Explorer,选择FractionalXYZ中X=0.5,Y=0.5 的Pd原子。注意从XYZ属性中所获得的Z的坐标值。,Z的坐标值应为1.396 ,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。,按住SHIFT键选中所有的Pd原子,不包括最高层的Pd原子。从菜单栏中选中Modify | Constraints,勾选上Fix fractional position。关闭对话框。,则刚才所选中的原子
13、已经被束缚,我们可以通过改变显示的颜色来看到它们。,在3D模型文档中单击以取消所选中的原子。右键单击选择Display Style,在Atoms标签的Coloring部分,把Color by选项改为Constraint。3D模型文档显示如下:,把Color by选项再改为Element,关闭对话框。,从菜单栏中选择File | Save As.,把它导引到Pd(110)文件夹中,按下Save按钮。对(1x1) CO on Pd(110)文件夹也重复此操作,但是这一次把文档的名字改为(1x1) CO on Pd(110)。再选择File | Save Project,然后再选择Window |
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 中科大 MS CASTEP 如何 表面上 吸附
链接地址:https://www.31doc.com/p-3394209.html