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atk:创建分子结

差别

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atk:创建分子结 [2018/05/18 17:16] – [从苯到 DTB：构建分子] xie.congweiatk:创建分子结 [2018/06/15 10:17] (当前版本) – [创建分子结] fermi
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 在本教程中，您将学习如何用 VNL 的 Builder 构建嵌入两个金（111）表面间的著名分子结之一：二硫杂环戊二烯-苯，即 DTB （有时也被称为苯二硫醇，BDT）。 在本教程中，您将学习如何用 VNL 的 Builder 构建嵌入两个金（111）表面间的著名分子结之一：二硫杂环戊二烯-苯，即 DTB （有时也被称为苯二硫醇，BDT）。
  
-{{ :atk:intro6.png?800 |}}+{{ :atk:intro6.png?900 |}} 
 + 
 +<WRAP center info 100%> 
 +=== 提示 === 
 +**本教程使用特定版本的QuantumATK创建，因此涉及的截图和脚本参数可能与您实际使用的版本略有区别，请在学习时务必注意。** 
 +</WRAP>
  
 <WRAP center important 100%> <WRAP center important 100%>
行 18: 行 23:
 ===== 从苯到 DTB：构建分子 ===== ===== 从苯到 DTB：构建分子 =====
  
-  * **第一步：**点击 Add {{:atk:arrow.png?direct&5|}} Add From Database，从菜单中选择 Databases {{:atk:arrow.png?direct&5|}} Molecules。找到 **benzene**，点击下方右下角的 + 按钮，将分子添加到 stash。+  * **步骤 1：**点击 Add {{:atk:arrow.png?direct&5|}} Add From Database，从菜单中选择 Databases {{:atk:arrow.png?direct&5|}} Molecules。找到 **benzene**，点击下方右下角的 **+** 按钮，将分子添加到 stash。
  
 {{ :atk:snap112.png?800 |}} {{ :atk:snap112.png?800 |}}
  
-  * **第二步：**将分子转化为 DTB，按下 Ctrl 键，点击选中苯分子上 2 个位于相反方向上的氢原子。然后打开元素周期表 {{:atk:modifyelement02.png?25|}} ，点击 **Sulfur** (S) 元素。+  * **步骤 2：**将分子转化为 DTB，按下 Ctrl 键，点击选中苯分子上 2 个位于相反方向上的氢原子。然后打开元素周期表 {{:atk:modifyelement02.png?25|}} ，点击 **Sulfur** (S) 元素。
  
 {{ :atk:snap210.png?800 |}} {{ :atk:snap210.png?800 |}}
  
-  * **第三步：**按下 Esc 键或点击背景的任何一处以取消选中所有的原子。 +  * **步骤 3：**按下 Esc 键或点击背景的任何一处以取消选中所有的原子。 
-  * **第四步：**需要调整 C-S 的键长。选择一对键合的 C-S 原子，注意要**先选碳原子**。打开Open Coordinate Tools {{:atk:arrow.png?direct&5|}} Z-matrix，设置键长为 1.75 Å。可观察到第二个被选中的原子发生了移动，即 S 原子。+  * **步骤 4：**需要调整 C-S 的键长。选择一对键合的 C-S 原子，注意要**先选碳原子**。打开 Open Coordinate Tools {{:atk:arrow.png?direct&5|}} Z-matrix，设置键长为 1.75 Å。可观察到第二个被选中的原子发生了移动，即 S 原子。
  
 {{ :atk:snap312.png?800 |}} {{ :atk:snap312.png?800 |}}
  
-  * **第五步：**对其他的 C-S 执行同样的操作！+  * **步骤 5：**对其他的 C-S 执行同样的操作！
  
  
 ===== 将金切割成两个表面 ===== ===== 将金切割成两个表面 =====
 +
 +
 +  * **步骤 6：**点击 Add {{:atk:arrow.png?direct&5|}} Add From Database，这次从菜单中选择 Databases {{:atk:arrow.png?direct&5|}} Crystals。找到 **Gold** 并添加到 stash。
 +
 +{{ :atk:snap46.png?800 |}}
 +
 +  * **步骤 7：**打开 Builders {{:atk:arrow.png?direct&5|}} Surface (Cleave)，切割金晶体。输入密勒指数 h = 1，k =1，l = 1，然后点击 Next {{:atk:arrow.png?direct&5|}} Next {{:atk:arrow.png?direct&5|}} Finish。
 +
 +{{ :atk:snap54.png?800 |}}
 +
 +  * **步骤 8：**为了便于在 fcc 堆垛层中直观地识别出三层（ABC），将 A 层中的金原子改为 Ag，C 层中的金原子改为 T1 （选这些元素只是为了呈现协调的颜色）。
 +
 +{{ :atk:snap63.png?800 |}}
 +
 +  * **步骤 9：**为了使苯分子成为具有足够大表面的晶胞，点击 Bulk Tools {{:atk:arrow.png?direct&5|}} Repeat 将结构扩大到 3×3×2 倍，C 方向上 2 倍的叠加方便我们稍后从中心区域提取电极。
 +
 +{{ :atk:snap73.png?800 |}}
 +
 +  * **步骤 10：**您需要通过添加真空为分子表面留些空间。打开 Bulk Tools {{:atk:arrow.png?direct&5|}} Lattice Parameters，选择 keep Cartesian coordinates，并将 C 矢量增加到 45 Å（仍沿 Z 方向，因为对该器件是必要的）。
 +
 +{{ :atk:snap83.png?800 |}}
 +
 +您现在将可以附着分子的表面上创建一个定位点。
 +
 +  * **步骤 11：**选择表面 C 层中一个三角形的三个原子（Tl 原子），使得三角形的中心位于 A 层中银原子之上。点击 centroid tool {{:atk:alignmentpoint02a.png?direct&25|}} 在三个选定原子的质心位置插入另一个原子。通过选中这些特别的原子，在 fcc 上插入原子的位置即为我们期望的附着分子点。
 +  * **步骤 12：**使用 Coordinate Tools {{:atk:arrow.png?direct&5|}} Translate 在 Z 方向上将该原子移动 1.71 Å。（1.71 Å 可保证 Au-S 距离为文献 <color #ed1c24>[wBMO+02]</color> 中所述的 2.39 Å）。
 +
 +{{ :atk:snap92.png?800 |}}
 +
 +  * **步骤 13：**按下 Ctrl+A，选中所有原子并将其转变为金。
 +  * **步骤 14：**另外，为了随后可以更简便地控制定位原子，将其转变为硫。
 +
 +{{ :atk:snap101.png?800 |}}
 +
 +  * **步骤 15：**目前为止，仅有一个金表面——而实际上应该是两个。因此，我们要再次按下 Ctrl+A，打开 Coordinate Tools {{:atk:arrow.png?direct&5|}} Mirror。选择 “Fractional” 坐标，设置 P = [0, 0, 0.5]。点击 “Copy”，按下Apply。
 +
 +
 +{{ :atk:snap113.png?800 |}}
 +
 +
 +
 +
  
  
  
 ===== 将分子和表面结合 ===== ===== 将分子和表面结合 =====
 +
 +  * **步骤 16：**从 stash 拖拽苯到主窗口（显示金表面所在的位置），将其添加到金的结构上。添加分子时，Builder 会自动激活为 **Move mode**。
 +
 +<WRAP center important 100%>
 +=== 注意 ===
 +选中分子的所有原子（可由原子周围的黄色圆圈表明）；在 **Move mode** 下，您不能更改此选择，但可以指定用于转变和旋转选中区的所谓**锚原子**。**锚原子将由红色圆圈表示**。
 +</WRAP>
 +
 +{{ :atk:snap122.png?800 |}}
 +
 +  * **步骤 17：**点击一个硫原子——它将成为一个锚原子。然后拖动它，使其最终落于左边表面上的硫定位原子的上方。由于 “Snap” 是开启的状态，它将锁定到定位原子的精确位置，当两个原子位置重合时，选中标记会变成蓝色。
 +
 +{{ :atk:snap132.png?800 |}}
 +
 +  * **步骤 18：**按下 Fuse ——这会消除两个重叠的硫原子中的一个（在表面的那个原子将被移除；融合时，被选中激活的原子始终被保留）。
 +  * **步骤 19：**现在，点击另一个 S 原子（第一个将会被保持着选中状态）。然后在 Move tool 的程序窗口的 **r1-r0** 输入 [0, 0, 1]。这将使这两个原子——即 Z 轴上的分子对齐。关闭 Move tool 的程序窗口。
 +
 +{{ :atk:snap142.png?800 |}}
 +
 +  * **步骤 20：**通过按住 Ctrl 键的同时双击其中的表面上的一个原子以选中它。这将选择所有连接的原子。
 +  * **步骤 21：**再次进入 **Move mode** {{:atk:move02.png?25|}}，点击第二个表面上的硫定位原子，使其成为锚原子。
 +
 +{{ :atk:snap151.png?800 |}}
 +
 +
 +  * **步骤 22：**拖动右表面使锚原子/定位原子落在 DTB 分子游离末端的硫原子上。
 +  * **步骤 23：**按下 **Fuse** 清除掉重叠两个硫原子的其中一个（这次消除的事分子上的那个原子）。关闭 Move tool 的程序窗口。
 +
 +{{ :atk:snap161.png?800 |}}
 +
 +现在，您已经有了一个完整的中心区域，剩下唯一要做的就是将其转化为器件构形。
 +
  
  
行 45: 行 124:
  
  
 +  * **步骤 24：**打开 Devices Tools {{:atk:arrow.png?direct&5|}} Device from Bulk。因为我们已经在金 (111) 面沿 C 方向扩胞到 2 倍，故该工具会自动算出电极的大小。
 +  * **步骤 25：**然而，这是一个非常大的中心区域，需要很长时间的计算。因此，通过对每个表面（左侧和右侧）点击 2 次 {{:atk:minus.png?25|}} 将左侧和右侧表面缩至四层。点击 OK，完成。
 +
 +<WRAP center important 100%>
 +=== 注意 ===
 +您可以阅读 [[https://docs.quantumwise.com/tutorials/device_relaxation/device_relaxation.html#device-relaxation|Advanced device relaxation]] 教程优化器件的结构。
 +</WRAP>
  
 ===== 参考 ===== ===== 参考 =====
  
  
 +  * <color #ed1c24>[wBMO+02]</color> | M. Brandbyge, J.-L. Mozos, P. Ordejón, J. Taylor, and K. Stokbro. Density-functional method for nonequilibrium electron transport. Phys. Rev. B, 65:165401, Mar 2002. [[https://journals.aps.org/prb/abstract/10.1103/PhysRevB.65.165401|doi:10.1103/PhysRevB.65.165401]].
 +
 +  * 英文原文：[[https://docs.quantumwise.com/tutorials/molecular_junction/molecular_junction.html|https://docs.quantumwise.com/tutorials/molecular_junction/molecular_junction.html]]
atk/创建分子结.1526635019.txt.gz · 最后更改: 2018/05/18 17:16 由 xie.congwei

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