我们做吸附或者催化方向的研究,相关的反应过程往往是发生在材料表面。掌握如何搭建一个材料的表面结构,用于后续的理论计算或者画图,都是非常有用的。下面用TiO2晶体结构为示例,跟大家分享一下如果搭建TiO2的001晶面。
1.打开Materials Studio软件,选择Create a new project,并点击OK按钮。

2.新建一个Surface.stp的项目,并点击OK按钮。

3.点击Materials Studio的快捷栏中的Import按钮,打开Import Document窗口,并选择打开Structures→metal-oxides文件夹,选择其中的TiO2_anatase.msi文件并打开,即可成功导入锐钛矿型TiO2晶体结构。

4.在3D视图窗口空白区域右键单击选择Display Style,并在Display Style窗口中选择Ball and stick球棍显示模型。

5.菜单栏中选择build下拉选择Surfaces,并选择其中的Cleave surface,打开Cleave Surface窗口,并在Cleave Surface窗口中把Cleave plane框中改成 001,最后点击Cleave即可生成TiO2的001晶面。

6.菜单栏中选择build下拉选择Crystals,并选择其中的Build Vacuum Slab,打开Build Vacuum Slab Crystal窗口。

7.在Build Vacuum Slab Crystal窗口中把Vacuum thickness中的数值修改成20并点击Build按钮,即可生成真空层。

8.在3D视图窗口空白区域右键单击选择Display Style,并在Display Style窗口中选择Lattice选项卡,并调整AB的MAX.值为3,即可超胞显示TiO2的001晶面,如下图。

益于理论计算化学的快速发展,计算模拟在纳米材料研究中的运用日益广泛而深入。科研领域已经逐步形成了“精准制备-理论模拟-先进表征”的研究模式,而正是这种实验和计算模拟的联合佐证,更加增添了论文的可靠性和严谨性,往往能够得到更广泛的认可。
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