费米维基

用户工具

站点工具

您的足迹: • 晶体中键径、（原子、键、环、笼）临界点与Laplacian电子密度，AIM分析 • 计算静态极化率α与非线性光学性质β、γ • ReaxFF如何外加电场 • 波函数分析/QTAIM/NBO[目录] • 碳纳米管的封口 • 2016以前的版本如何进行巨正则系综蒙特卡洛GCMC模拟 • 分子对称性、点群与不可约表示、轨道对称性的通俗理解 • OLED/AIE[目录]
atk:碳纳米管的封口

差别

这里会显示出您选择的修订版和当前版本之间的差别。

到此差别页面的链接

后一修订版		前一修订版
atk:碳纳米管的封口 [2018/08/13 22:27] – 创建 xie.congweiatk:碳纳米管的封口 [2019/06/29 15:45] (当前版本) – dong.dong
行 1: 行 1:
 ====== 碳纳米管的封口 ====== ====== 碳纳米管的封口 ======
  
 +在本教程，您将学习怎样创建一个封口的纳米管。具体地，您将：
 +
 +  * 创建一个纳米管。
 +  * 将 C<sub>60</sub> 富勒烯切一半--将此作为“帽子”。
 +  * 将“帽子”粘在纳米管上。
 +  * 整理一下。
 +
 +<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>
 +
 +在本教程我们将创建一个由 C<sub>60</sub> 半球体盖上的（5, 5）碳纳米管。虽然已经有很多纳米管和富勒烯的组合，但运用本教程的方法可以创建一个加帽的纳米管。
 ===== 创建一个扩展的（5, 5）碳纳米管 ===== ===== 创建一个扩展的（5, 5）碳纳米管 =====
 +
 +1. 打开 **QuantumATK**，点击 **Create New** 创建一个新项目。在 //Title// 处给项目命名（此处为：“Carbon_nanotube”），然后选择保存数据的文件夹，点击 **OK** 和 **Open** 开启项目。
 +
 +{{ :atk:1-nano-20180813.png |}}
 +
 +{{ :atk:2-nano-20180813.png |}}
 +
 +2. 在 **QuantumATK** 主窗口，点击 {{:atk:builder.png?direct&25|}} 按钮打开 **Builder**。
 +
 +{{ :atk:3-nano-20180813.png |}}
 +
 +3. 在 **Stash** 区，点击 Add {{:atk:arrow.png?direct&5|}} From Plugin {{:atk:arrow.png?direct&5|}} Nanotube，**Nanotube Builder** 的窗口出现。参照下图所示设置参数（M = N = 5），按下“//Build//”。
 +
 +{{ :atk:4-nano-20180813.png |}}
 +
 +{{ :atk:nanotube_builder_5_5-20180813.png?300 |}}
 +
 +4. 在 **Builder**，选择 Bulk Tools {{:atk:arrow.png?direct&5|}} Repeat，如下图所示，将该结构在 C 方向上扩展 10 倍，点击 “//Apply//”，按下 ''Ctrl'' + ''R'' 查看完整结构。
 +
 +{{ :atk:builder_repeat-20180813.png |}}
 +
 +5. 点击 {{:atk:MoleculeMode02.png?25|}} 按钮移除原胞。加帽纳米管无论如何都不会是周期性的，因此我们把它当做分子来构建。
 +
 +{{ :atk:nanotube_as_a_molecule-20180813.png |}}
 +
 +
  
  
 ===== 将富勒烯切成两半 ===== ===== 将富勒烯切成两半 =====
 +
 +1. 为将 C<sub>60</sub> 分子导入 **Stash**，点击 Add {{:atk:arrow.png?direct&5|}} Add From Database，从菜单中选择 Databases {{:atk:arrow.png?direct&5|}} Fullerenes。找到列表中的 C<sub>60</sub>，按下 {{:atk:plus.png?25|}} 按钮或双击它所在的行，将其发送至 **Stash**。
 +
 +2. 在 C<sub>60</sub>-CNT（5, 5）体系中，帽子的顶端是五边形。现在想象一下屏幕所在平面的坐标系，上北下南左西右东。然后旋转富勒烯使体系的西面为五边形，同时 Z 轴指向东，X 轴大体指向北。
 +
 +{{ :atk:nano_1-20180813.png |}}
 +
 +3. 帽子由 30 个碳原子组成，相当于 C<sub>60</sub> 的一半。但是如果您将该分子切一半，会发现它很难粘在纳米管上。诀窍在于要额外的留下“一层”原子，与纳米管的边缘几乎完全匹配。因此，选中如上图所示的原子，然后删除。
 +
 +{{ :atk:nano_2-20180813.png |}}
 +
 +4. 帽子的边缘由成对的原子组成，如同纳米管的边缘。因此，选中如下图所示的 3 个原子，2 个原子为一对，另外 1 个为相邻成对组合中的一个，利用 {{:atk:modifyelement02.png?25|}} 按钮将它们替换为氮。这样只是为了在下一步可以很容易的识别它们。
 +
 +{{ :atk:nano_4-20180813.png |}}
  
  
 ===== 管的封口 ===== ===== 管的封口 =====
  
 +1. 在 **Stash**，双击“//（5, 5）碳纳米管//”。
  
-===== 结构的定型 =====+2. 在管边缘选择三个等效原子，就如在帽子上选择的三个原子。等效是指管的边缘看起来就像帽子的边缘，有成对的原子，目的是让这些原子相互匹配。将这三个原子替换为氧原子，同样也是为了便于识别。
  
 +{{ :atk:nano_5-20180813.png |nano_5}}
 +
 +3. 将 **Stash** 区的 C<sub>60</sub> 拖拽到 **3D window**，导入帽子。接下来的几个步骤可能会跟图像在精确细节处略有不同，具体取决于您将哪些原子更改为氮原子。
 +
 +4. 当帽子被导入时，{{:atk:move02.png?25|}} **Move** 工具被自动激活。选择其中一个氮原子（如图所示，成对原子中的第一个，没有与单独的氮原子相邻的那个，它的选中标记变为红色，标注为“0”）。然后拖动它，使其落在管中等效的氧原子上。
 +
 +{{ :atk:nano_7-20180813.png |}}
 +
 +5. 然后选择成对氮原子中的另一个，当你拖动该原子（红色的选中标记，标注为“1”，）帽子不会移动，而是绕原子“0”和“1”之间的键旋转。旋转帽子使原子“1”与管边缘成对氧原子的另一个重叠。您也许需要旋转视图才能找到清晰的目标。
 +
 +6. 最后，选择第三个氮原子，将其移动到第三个氧原子上（二面角旋转）。最终结构如下所示。
 +
 +{{ :atk:nano_9-20180813.png |nano_9}}
 +
 +如果您没有成功（有时帽子是会被反转的），撤消最后两步，单击背景取消选择所有的锚原子，只选择一个原子并将帽子从管中移出一点，然后从步骤 4 开始再次尝试。将帽子与纳米管预对齐也是一个不错的办法。
 ===== 结构的定型 ===== ===== 结构的定型 =====
 +
 +此时有一些重叠的原子，实际上是我们利用它们创建的结构。您可以使用 Move 工具里的 “Fuse”，但是有些原子只是几乎重叠的情况而不会被检测到。
 +
 +  - 代替地，您可以选择 **Move** 工具，打开 Selection tools {{:atk:arrow.png?direct&5|}} Close Neighbors，输入距离为 0.7 Å，按下“//Select//”（应该会有10个原子被选中），然后点击 ''Delete''。
 +  - 将所有的原子改回碳原子。
 +  - 由于富勒烯的半径与纳米管的稍有不同，您需要优化帽子。然而，您将想要同时保持纳米管的另一端保持不变（完全的周期性），如果需要的话，方便稍后可以做扩展。因此，首先选择帽子和纳米管中的几层原子（大约是纳米管的一半就可以）。然后，打开 Coordinate Tools {{:atk:arrow.png?direct&5|}} Quick Optimizer，设置最大迭代次数为 100，点击 “//Run//”。该工具采用 //ATKClassical// 势，因此优化只需要几秒钟。
 +
 +{{ :atk:nano_17-20180813.png |}}
 +
 +**与其它结构连接**
 +
 +单独构建这个结构没有太大意义，您会想要把它连接到某些结构上，如表面或分子。这些内容将在其他教程中介绍，您可以学习如何构建如下图所示的结构。
 +
 +{{ :atk:nano_note_1-20180813.jpeg |}}
 +
 +{{ :atk:nano_note_2-20180813.jpeg |}}
 +
 +下面是使用非常类似的方法构建的其他封端纳米管的组合。这些体系构建起来要稍微更难，因为需要一些手动调整。
 +
 +**（9, 0）CNT+C<sub>60</sub>**
 +
 +帽子的顶端为六边形，管的边缘为锯齿形。
 +
 +{{ :atk:nano_note_3-20180813.jpeg?200 |}}
 +
 +**（6, 6）CNT+富勒烯**
 +
 +帽子的顶端由 QuantumATK 数据库里的 No. 134 富勒烯（C<sub>3V</sub> 对称）构成。
 +
 +{{ :atk:nano_note_4-20180813.jpeg?200 |nano_note_4}}
 +
 +
 +
 +
 +
 +===== 参考 =====
 +
 +  * 英文原文：[[https://docs.quantumwise.com/tutorials/cnt_capping/cnt_capping.html|https://docs.quantumwise.com/tutorials/cnt_capping/cnt_capping.html]]
  
atk/碳纳米管的封口.1534170433.txt.gz · 最后更改: 2018/08/13 22:27 由 xie.congwei

页面工具

© 2014-2022 费米科技（京ICP备14023855号）