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1、HUNAN UNIVERSITY?材料设计与计算机模拟?课程实验报告学生姓名：刘雪莲学生学号：20211410311专业班级：材物0907学院名称：材料科学与工程学院指导老师：彭 平200 年 月 日一 设计目的(1) 熟悉Materials Studio操作界面(2) 掌握Materials Studio的晶体结构建模操作(3) 了解Materials Studio中CASTEP模块的根本知识(4) 通过Materials Studio计算预测根本物性二 设计设备Personal ComputerMS Modeling v.0三 设计内容1 构建模型查阅参考文献，获得氯化钠的晶体结构数据，如
2、表 1所示。从表一可知，金刚石结构所属空间群为FM-3M，对应空间群编号为225。表 1金刚石各项参数PropertyPropertyDensity-g/ccThermal Conductivity2000 W/m-KModulus of Elasticity800-925GPaKnoop MicrohardnessCompressive Strength4500-5800MPaVickers MicrohardnessPoissons RatioSpace GroupFd-3m利用金刚石的空间群FM-3M在Materials Studio中构建氯化钠模型，模型如图 1a所示,(b)为氯化钠结
3、构的初基单胞Primitive Cell。首先激活BuildBuild Crystal,在Space Group项中选择225好空间群，在Lattice Parameters填入，应用后氯化钠结构即创立完成，通过改变3D模型的显示样式等设置使模型呈现最正确视角。(a)(b)图 1金刚石晶体结构Figure1 The structure of Diamond在Matrials Studio界面中，通过viewExplorerProperties Explorer激活Properties窗口，查看构建的氯化钠模型的信息，局部信息如表 2所示。同时，注意到模型创立、计算过程中激活了Project E
4、xplorer和Job Explorer两个窗口。表 2金刚石晶体结构数据Table 1 The structure data of diamondPropertyPropertyAngleAlphaBravaisLatticeFace-centered cubicAngleBetaCenteringType3D Primitive -CenteredAngleGammaGroupNameFM-3MLengthASpaceGroupITNumber225LengthBSpaceGroupLongNameF4/M-32/MLengthCStyleSolidCellVolumeSpaceGroup
5、CrystalSystemCubic2 结构优化2.1 优化初始条件statustype of calculationgeometry optimizationbasis set accuracy370.0000 eVplane wave basis set cut-off370.0000 eVusing functionalPerdew Burke ErnzerhofNumber of iterations4Energy -1.71957703E+003 eVConvergence3.047354E-005 eV/atomMax. Displacement AMax. Force eV/AM
6、ax. Stress7.820718E-004 GPa2.2 优化结果表 3优化后氯化钠晶体性质Lattice parameters(A)&Angles原胞a=alpha=60.000000b=beta=60.000000c=gamma=60.000000Current cell volume46.789570 A*3Final Enthalpy-1.71957703E+003 eVFinal bulk modulus2.17533546E+001 GPa假设是单胞那么为点阵参数为a=b=c=20212角度为alpha= beta= gamma 图 2优化结果3 结构计算弹性常数计算Elastic Constants光学性质计算Optical Properties能级、电子态密度计算Band Structure，Density of State4 计算结果
王建德 《材料计算与设计》课程设计
