Materials Studio官方教程（Help-Tutorials）-构建α-石英晶体

无机结晶材料的建模是一个非常重要的领域，尤其与非均相催化剂（例如沸石催化剂）的设计或油气勘探过程中矿物样品的分析等应用相关。本教程向您展示如何构建α-石英晶体，并在此过程中向您介绍Materials Studio的一些晶体构建功能。

目的：介绍材料可视化器（Materials Visualizer）中可用的晶体构建工具。

本教程重要节点：

构建α-石英晶体-添加硅和氧原子-比较两个版本的晶体

1.构建α-石英晶体
选择File|New…从菜单栏中打开New Document对话框。选择3D Atomistic并单击OK按钮。

这将打开一个新的3D Viewer。Project Explorer中显示了一个名为3DAtomistic.xsd的相应项目。

在Project Explorer中右键单击3D Atomistic.xsd，然后从快捷菜单中选择Rename。键入my_quartz_alpha并按ENTER键。

菜单栏中File|Save保存或单击标准工具栏上的Save

按钮保存。

从菜单栏中选择Build|Crystals|Build Crystal…打开Build Crystal对话框。在Space Group选项卡上，单击Enter group文本框，键入p3221，然后按TAB键。

除了手动输入空间组，您还可以向下滚动空间组的Enter group下拉列表并选择您想要的。

在Lattice Parameters上，在相应的文本框中输入α-石英的a和c晶格参数：a=4.910Å，c=5.402Å。

请注意，一旦在Space Group选项卡上输入了空间群信息，b、α、β和γ晶格参数值将根据p3221空间群的对称性所施加的约束自动设置。

单击Build按钮。

2.添加硅和氧原子
现在您将添加Si和O原子。因为已经定义了系统的对称性，所以只需要添加一个Si和一个O原子；对称副本将在整个晶胞中自动生成。

从菜单栏中Build|Add Atoms添加原子。

这将打开“添加原子”对话框。您也可以通过单击Atoms and Bonds工具栏上的Add Atoms按钮

打开此对话框。

选择Options选项卡。确保选中Test for bonding as atom are created 复选框。

启用此选项后，Materials Studio将在晶体构建过程中自动创建适当的键。Materials Studio也有一个通用的键计算工具，可从Build菜单访问，它允许您选择、编辑和定义适当的键合方案，但在这种情况下，选择自动选项就足够了。

在Options选项卡上，确保Coordinate system设置为Fractional。选择Atoms选项卡。从Element下拉列表中选择Si，然后在对话框右侧为a和b输入以下值：a=0.480781，b=0.480781。单击add按钮。

在Atoms选项卡上，从Element下拉列表中选择O，然后为a、b和c输入以下值：a=0.150179、b=0.414589、c=0.116499。单击add按钮。close添加原子对话框。

将氧原子及其对称副本添加到晶胞中，并自动计算和绘制键。

3.比较两个版本的晶体
接下来，您将比较Materials Studio结构库中的α-石英的结构与您刚刚构建的结构。

从菜单栏中File|Import…导入。

导航到并选择Examples/Documents/3D Model/quartz_alpha.msi，然后单击Open按钮。

这将打开一个新的3D查看器，其中包含一个α-石英晶胞。一个名为quartz_alpha.xsd的文档现在显示为项目资源管理器中。

选择File|New…从菜单栏中打开New Document对话框，选择3D Atomistic Collection并单击OK按钮。

在Project Explorer中，右键单击my_quartz_alpha.xsd并从快捷菜单中选择Insert Into。对quartz_alpha.xsd重复此操作。使用up, down, right, and left arrow查看相应方向的结构以检查它们是否相同。

注意：新建的结构my_quartz_alpha.xsd显示了位于相邻晶胞中的原子，以说明SiO2结构的键合拓扑。

在3D Atomistic Collection文档中单击鼠标右键，然后从快捷菜单中选择Display Style以打开显示样式对话框。

在Lattice选项卡上，从Style下拉列表中选择In-Cell，然后关闭对话框。

相邻单元格中的原子现在从my_quartz_alpha.xsd的3D视图中移除，两个结构现在以相同的方式显示。

注意：这也可以通过从菜单栏中Build|Crystals|Rebuild Crystal重建Crystal并单击Rebuild Crystal对话框上的Rebuild按钮。

从菜单栏中File|Save Project保存项目。

这将保存项目设置和其中的所有文档。

最后，通过从菜单栏中选择Window|Close All关闭所有文档。

本入门教程到此结束。