6. 结构编辑及信息测量

对于结构的操作,用户可先仔细阅读 工具栏(Toolbars) 中各快捷图标的功能描述,再根据需要对结构进行相应操作,操作后的结构视图均可在3D显示区域查看。

6.1. 结构的3D显示基础操作

Device Studio支持从ZY、XY、XZ、YZ、YX和ZX面观察结构的3D视图,如在3D显示区域的NaCl(1 1 1)晶体结构 ( NaCl(111).hzw ),用户通过鼠标点击工具栏中的 3D Viewer zy View 快捷图标将结构重置到ZY面,通过点击该快捷图标的下拉按钮可选择从XY、XZ、YZ、YX或ZX面来观察NaCl(1 1 1)晶体结构的3D视图,NaCl(1 1 1)晶体结构在3D显示区域的ZY、XY、XZ、YZ、YX和ZX面的3D视图分别为 图 6.1图 6.2图 6.3图 6.4图 6.5图 6.6 所示。

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图 6.1 NaCl(1 1 1)ZY面3D视图

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图 6.2 NaCl(1 1 1)XY面3D视图

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图 6.3 NaCl(1 1 1)XZ面3D视图

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图 6.4 NaCl(1 1 1)YZ面3D视图

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图 6.5 NaCl(1 1 1)YX面3D视图

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图 6.6 NaCl(1 1 1)ZX面3D视图

在结构3D显示区域,用户可通过滚动鼠标中键将结构的3D视图放大或缩小;可先选中工具栏中的 3D Viewer Translation Mode 快捷图标或按住鼠标中键,通过拖动鼠标将结构的3D视图在该区域平移;可先选中工具栏中的 3D Viewer Rotation Mode 快捷图标或按住鼠标右键,通过拖动鼠标将结构的3D视图在该区域旋转。

6.2. 结构的修改操作

以晶体MoS 2 为例来说明结构的一系列修改操作,准备结构文件( MoS2.hzw ),鼠标拖动该文件到软件的Project Explorer(项目管理)区域即可导入结构,结构的zy面3D视图如 图 6.12 (a)所示。

6.2.1. 添加原子

如在晶体MoS 2 中添加一个Cr原子,具体操作如 图 6.7 中红色部分所示,点击Toolbars上的 Add Atom 快捷图标则弹出元素周期表,在元素周期表中选中Cr,点击 OK,在 图 6.12 (a)所示界面中根据需要在某个位置点击鼠标左键,再点击重新计算键长 Recalculate LinkerBond 快捷图标则完成在MoS 2 中添加一个Cr原子的操作,完成后的3D视图如 图 6.13 (b)所示。

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图 6.7 添加原子操作界面

6.2.2. 删除原子

如删除如 图 6.13 (b)所示的结构中左边的S原子,具体操作如 图 6.8 中红色部分所示,选中想删除的S原子,点击Toolbars上的 Delete Atom 快捷图标或直接按键盘中 Delete 键则可删除S原子,之后点击重新计算键长 Recalculate LinkerBond 快捷图标,删除S原子后的3D视图如 图 6.14 (c)所示。

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图 6.8 删除原子操作界面

6.2.3. 替换原子

如将如 图 6.14 (c)所示的结构中的Cr原子替换成W原子,具体操作如 图 6.9 中红色部分所示,选中想替换的Cr原子,点击Toolbars上的替换原子 Replace Atom 快捷图标则弹出元素周期表,在元素周期表中选中W,点击 OK,再点击重新计算键长 Recalculate LinkerBond 快捷图标,则完成将如 图 6.14 (c)所示的结构中的Cr原子替换成W原子的操作,完成后的结构的3D视图如 图 6.15 (d)所示。

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图 6.9 替换原子操作界面

6.2.4. 修改原子坐标

如将 图 6.15 (d)中W原子的坐标位置由(0.79757905,1.84840857,7.24943971)修改为(1.0,1.5,12.0),具体操作如 图 6.10 中红色部分所示,先鼠标选中W原子,则在Properties Explorer(结构属性区域)查看到选中的W原子的坐标信息为(0.5951619,1.47565329,7.18570423),再鼠标分别双击合适位置填写1.0、1.5和12.0,则修改好W原子的坐标,最后点击重新计算键长 Recalculate LinkerBond 快捷图标,修改原子坐标后结构的3D视图如 图 6.16 (e)所示。

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图 6.10 修改原子坐标操作界面

6.2.5. 移动选中的原子

对于 图 6.16 (e)所示的结构,移动左边的两个原子,具体操作如 图 6.11 红色部分所示,先鼠标框选左边两个原子,点击 Move Atom 快捷图标,则弹出Move Atom界面,在界面中填写移动距离,点击沿着Z的正方向移动,移动之后点击新计算键长 Recalculate LinkerBond 快捷图标,移动后的结构的3D视图如 图 6.17 (f)所示。

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图 6.11 移动选中的原子操作界面

备注

这里对于结构的修改操作只描述了一部分,用户可根据需要仔细阅读 工具栏(Toolbars) 中各快捷图标的功能描述,再进行相应的结构操作。

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图 6.12 (a)

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图 6.13 (b)

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图 6.14 (c)

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图 6.15 (d)

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图 6.16 (e)

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图 6.17 (f)

6.3. 结构的信息测量

以Si8晶体结构为例描述结构的信息测量一系列操作。准备结构文件( Si8.hzw ),鼠标拖动该文件到软件的Project Explorer(项目管理区域)即可导入结构,结构的zy面3D视图如 图 6.18 所示。

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图 6.18 Si8晶体结构

注意事项

对于结构的信息测量往往需要选中多个原子,在单击选中多个原子的过程中,建议用户先选择 工具栏(Toolbars) 上对应功能的快捷图标,按住 Ctrl 键,再逐个选中结构中的原子。若不按住 Ctrl 键,则无法通过鼠标单击的方式选中多个原子,亦无法进行结构的信息测量。

6.3.1. 测量2个原子之间的距离

对于 图 6.18 所示的晶体结构,先点击Toolbars上的 Distance 快捷图标,按住键盘上 Ctrl 键,再通过鼠标分别选中结构中的2个原子则可测量选中的2个原子之间的距离如 图 6.19 (a)所示,若不想保留测量数字,点击 3D Viewer Selection Mode 快捷图标,选中测量数字,按键盘中的 Delete 即可。

6.3.2. 测量2个原子之间的向量

对于图 图 6.18 所示的晶体结构,先点击Toolbars上的 Vector between two atoms 快捷图标,按住键盘上 Ctrl 键,再通过鼠标分别选中结构中的2个原子则可测量选中的2个原子之间的向量如 图 6.20 (b)所示。

6.3.3. 测量3个原子之间的夹角

对于 图 6.18 所示的晶体结构,先点击Toolbars上的 Angle 快捷图标,按住键盘上 Ctrl 键,再通过鼠标分别选中结构中的3个原子则可测量选中的3个原子之间的夹角如 图 6.21 (c)所示。

6.3.4. 测量4个原子之间的二面角

对于 图 6.18 所示的晶体结构,先点击Toolbars上的 Dihedral angle 快捷图标,按住键盘上 Ctrl 键,再通过鼠标分别选中结构中的4个原子则可测量选中的4个原子之间的二面角如 图 6.22 (d)所示。

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图 6.19 (a)

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图 6.20 (b)

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图 6.21 (c)

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图 6.22 (d)