利用materialstudio軟件制作CaTiO3的晶體結構

1、2012級專業(yè)課程設計（）題目： 利用material studio軟件制作CaTiO3的晶體結構 姓名： 文美樂 班級： 應物1203 學號： 121410020322 指導教師： 王會嫻 一、 課程設計目的、意義目的：1. 根據(jù)課堂講授內(nèi)容，我們做相應的自主練習，便于消化課堂所講解的內(nèi)容。2. 通過多次反復調(diào)試程序進而積累相應的經(jīng)驗。3. 通過完成要求的課題，逐漸培養(yǎng)學生的編程能力，用計算機解決實際問題的能力。意義：1. 有助于加深我們對操作軟件MS的理解，通過課程設計，我們可以真正理解其應用方向，應用方法。2. 有利于我們空間思維的鍛煉，MS制圖能直接有效地訓練學生的立體思維、培養(yǎng)分析問

2、題、解決問題能力。即使是一個簡單的空間繪圖，依然需要學生有條不理的構思。3. 有利于培養(yǎng)嚴謹認真的學習態(tài)度，在軟件應用過程里，如果不夠認真或細心，可能就無法得出正確的運行結果。我們反復調(diào)試，反復修改的過程，其實也是對我們認真嚴謹治學的一個鍛煉。應用：1MaterialsStudio 在晶體結構教學中的應用在涉及晶體結構的課程中，學生往往需要掌握晶體的結構和對稱性，但單純板書式教學對學生的理解作用不大，利用MaterialsStudio的建模功能可以方便的建立各種晶體的三維模型，直觀化的展示其結構和對稱性等特點。2MS在能帶結構計算中的應用固體中電子能帶結構的計算是固體物理學的主要理論問題，晶體

3、電子能帶的理論計算方法很多，但對學生的知識結構要求很高，學生學習起來往往感到無從下手。而只有讓學生參與實際晶體的能帶結構計算，學生對該部分內(nèi)容的理解才更加深刻。MaterialsStudio中的CASTEP模塊可以完成此方面的內(nèi)容。CASTEP基于總能量的平面波贗勢理論，運用原子數(shù)目和種類來預測和計算包括晶格參數(shù)、分子對稱性、結構性質(zhì)、能帶結構、固態(tài)密度、電荷密度和波函數(shù)、光學性質(zhì)。由于避免了繁雜的理論推導，一般學生可以很快上手，把重點放到計算結果的分析和討論上，激發(fā)了學生的學習興趣。3.MaterialsStudio在X射線衍射教學中的應用X射線衍射內(nèi)容在固體物理中占有重要地位，通過X射線衍

4、射實驗，人們可以對未知晶體進行結構標定.而一般的固體物理教材只介紹X射線衍射的原理，學生對其應用知之甚少。我們利用Mater ialsStudio中的Reflex模塊模擬晶體材料的X光、中子以及電子等多種粉末衍射圖譜，確定晶體的結構、解析衍射數(shù)據(jù)并用于驗證計算和實驗結果。4MS在理論化學計算軟件的應用在眾多材料化學理論計算軟件中，MS是比較合適一般學生使用?？梢暬巧願W的材料周期性結構和結果直觀表達。MS的操作簡單，讓學生容易接受，是適合用來作為材料研究的計算軟件。二、課程設計具體內(nèi)容。1、能夠生成Projects ，打開已有的晶體結構并且觀察3D 文檔（生成一個Projects，打開已有的晶

5、體結構并且觀察3D 文檔，顯示三維棍棒型的圖形）2幅圖生成一個Projects打開已有的晶體2、能夠繪制有機分子（制一幅有機分子圖，并顯示鍵長和鍵角） 繪制苯甲酰胺分子 a.b. 加H；旋轉方向后如下圖c.測鍵長d.測鍵角3、繪制CaTiO3 晶體的晶體結構，要求給出具體的操作過程，并把Ca、Ti、O名稱標在相應的原子上，給出原子的坐標。（1）打開一個新的3D Viewer，從Build菜單選擇Crystal下的Build Crystal打開相關的晶體模建對話框。在Space Group欄中，選擇Enter Group，輸入PM-3M，在Lattice Paramenters欄中，在相應的地方

6、輸入CaTiO3 晶體的晶胞參數(shù)a=b=c=3.893A。按下Build 按鈕，一個空的晶胞就會出現(xiàn)在文檔中，關閉對話框。（2）Atom and Bond 工具欄上單擊Add Atoms按鈕，打開Add Atom 對話框。加入Ti原子，坐標為（0.5,0.5,0.5），加入Ca原子，坐標為（0,0,0）。加入O原子，坐標為（0.5，0.5，0）。給原子標記：按Ctrl選中相同原子，在3D viewer上按右鍵，選擇label打開對話框。在Custom text中分別輸入原子的名稱Ca，Ti，O按Apply，如圖，Ca，Ti，O出現(xiàn)在選中的原子上。原子坐標：四、設計總結、感想。此次課程設計雖然只有短短四周，但每周課程都相當充實。一些學習資料本該是同學們自己搜尋的，但老師很貼心的幫忙搜集了最有效的，最易懂的課程相關資料，并分發(fā)到同學們各自的電腦上。前期由于我要考研，老師很體諒的放松了我們學習的時間，給我們充分的考研沖刺動力?？佳薪Y束后，為了不影響，并趕上其他同學，老師充分為我們解答課程問題。經(jīng)過老師多方面的指點，我們不斷發(fā)現(xiàn)錯誤，不斷改正，不斷領悟。課程設計是一門專業(yè)課，給我很多專業(yè)知識以及專業(yè)技能上的提升，同時又是一門教學習方法的課程，給了我很多學習上的啟示，