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atk:创建si-si3n4界面模型

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atk:创建si-si3n4界面模型 [2018/10/25 20:57] – [创建界面] xie.congweiatk:创建si-si3n4界面模型 [2019/06/29 15:50] (当前版本) – [创建Si-Si3N4界面模型] dong.dong
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 ^ 在本教程中,您将学习如何使用 QuantumATK 构建复杂的界面。\\ 特别地,我们将考虑在硅和氮化硅之间创建界面。  ^    {{ :atk:intro11-20181024.png?100 |}}     ^ ^ 在本教程中,您将学习如何使用 QuantumATK 构建复杂的界面。\\ 特别地,我们将考虑在硅和氮化硅之间创建界面。  ^    {{ :atk:intro11-20181024.png?100 |}}     ^
 +
 +<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。**
 +  * 不同版本的QuantumATK的py脚本可能不兼容;
 +  * 较新的版本输出的数据文件默认为hdf5;
 +  * 老版本的数据文件为nc文件,可以被新版本读取。
 +</WRAP>
  
 <WRAP center important 100%> <WRAP center important 100%>
 +
 === 注意 === === 注意 ===
 {{ :atk:snap116-20181024.png?650 |}} {{ :atk:snap116-20181024.png?650 |}}
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 {{ :atk:snap313-20181025.png?700 |}} {{ :atk:snap313-20181025.png?700 |}}
 +
 +<WRAP center tip 100%>
 +**提示**
 +
 +**新版本的QuantumATK包含Database模块,可以直接在线检索 Materials Project 和 Crystallography Open Database,下载结构和性质数据,无需按照以上操作去网页检索。**
 +</WRAP>
 +
  
  
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 ===== 最终调整 ===== ===== 最终调整 =====
  
 +您还没完成。Yang 等人的重要观测是**需要移动界面上的一个 N 原子**使所有键都饱和。所讨论的原子正是用于表面位移的原子,位于 Si 三角形中间(原子数27)。
  
 +  * **第 7 步:**单击选中这个原子,按下键盘上的 Del 键删除它;
 +
 +{{ :atk:snap101-20181025.png?600 |}}
 +
 +  * **第 8 步:**通过选中三个原子(点击第一个,然后按住 Ctrl 键并点击其他两个原子;原子编号为 28,29,30),然后单击左侧工具栏中的“Centroid”插件 {{:atk:AlignmentPoint02c.png?25|}},**在 Si(111) 顶层的 Si 三角形中间插入一个新原子**。插入原子的位置是正确的,但它是 Si 原子,利用周期表工具 {{:atk:modifyelement02.png?25|}} **将其更改为 N 原子**。
 +
 +{{ :atk:snap117-20181025.png?600 |}}
 +
 +此时,您有一个在 Si(111) 和 β-Si3N4(0001) 之间的单一界面,可以继续下一部分。
 ===== 加倍:埋层模型 ===== ===== 加倍:埋层模型 =====
  
 +<WRAP center tip 100%>
 +=== 提示 ===
 +人们还可以进一步采取该步骤创建嵌入 Si(111) 的 β-Si<sub>3</sub>N<sub>4</sub>(0001)薄层,即双界面模型。通过镜像单一界面就可以很容易地实现。
 +</WRAP>
  
 +  * **第 9 步:**根据您想要添加多少层 Si<sub>3</sub>N<sub>4</sub>,当前模型的大小将会不同。
 +
 +  - 将鼠标放在 C 向的最后一层上,并记下这些原子的 Z坐 标。在本例中(对于Si<sub>3</sub>N<sub>4</sub>)该值为 20.5382 埃。
 +  - 打开 Coordinate Tools {{:atk:arrow.png?direct&5|}} Mirror。为正常的 N 选择 Z 方向,但是为了获得正确的镜像对称构型,您应该将 P 放在最后一层。因此,将上一步的值输入 P 的第三个框,然后勾选“Copy”,点击“Apply”。
 +  - 下一步,使用 Bulk Tools {{:atk:arrow.png?direct&5|}} Fit cell 调整晶胞。点击“Apply”之前,请确保仅勾选了 C,因为您不想更改 A 或 B 中的任何内容。
 +  - 在用于镜像操作的参考层,所有原子现在都加倍了。因此,作为最后的操作,使用 Selection Tools {{:atk:arrow.png?direct&5|}} Close Neighbors 选中所有重叠原子并删除。
 +
 +{{ :atk:snap122-20181025.png?600 |}}
 ===== 界面作为器件模型 ===== ===== 界面作为器件模型 =====
  
  
 +无论您选择单一的还是双倍模型,构型仍然表示为周期性结构。然而在 QuantumATK,您可以计算**电子开放系统**,相反地其他材料科学软件包中使用周期模型。这意味着您可以计算单界面(或两个)的性质,而不是不同材料的周期性重复堆叠。
 +
 +在 QuantumAT 中执行计算的边界条件是所谓的 **device configurations**。为将当前结构转换为器件:
 +
 +  * 打开 Device Tools {{:atk:arrow.png?direct&5|}}  Device From Bulk。
 +  * 由于您添加了一些 Si(111) 层,工具可以因为存在重复的图案自动找到电极长度。
 +  * 单击“OK”以创建器件。
 +
 +{{ :atk:snap132-20181025.png?600 |}}
 +
 +<WRAP center important 100%>
 +=== 注意 ===
 +最后要说明的是,虽然这里没有涉及到,但应该指出结构需要被优化,尤其是界面中的 Si 原子。如果您这样做了,将看到所有 Si 原子都形成了完全饱和的键。想要在未弛豫的结构中观察,需要把结构发送到 Viewer,将要绘制的键范围增加到 1.3 埃,您将看到所有 Si 原子都有 4 个键。
 +</WRAP>
  
 ===== 参考 ===== ===== 参考 =====
  
-英文教程:http://docs.quantumwise.com/tutorials/sisi3n4_interface.html+ 
 +  * [YWD+09] M. Yang, R. Q. Wu, W. S. Deng, L. Shen, Z. D. Sha, Y. Q. Cai, Y. P. Feng, and S. J. Wang. Electronic structures of β-si3n4(0001)/si(111) interfaces: Perfect bonding and dangling bond effects. //Journal of Applied Physics//, 2009. [[https://aip.scitation.org/doi/10.1063/1.3072625|doi:10.1063/1.3072625]]. 
 + 
 +  * 英文原文:http://docs.quantumwise.com/tutorials/sisi3n4_interface.html
  
atk/创建si-si3n4界面模型.1540472257.txt.gz · 最后更改: 2018/10/25 20:57 由 xie.congwei

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