5、创建和扩展原子结构

创建和扩展原子结构

1. 引言

在材料科学和晶体学领域，理解和模拟原子结构是至关重要的。本篇文章将详细介绍如何从单个原子开始逐步构建更复杂的晶体结构。通过一系列的命令和操作，读者可以掌握创建和扩展原子结构的方法和技术，为后续更复杂的晶体结构模拟打下坚实的基础。

2. 创建和扩展原子结构

2.1 定义晶胞参数和基矢量

创建和扩展原子结构的第一步是定义晶胞参数或更广泛地说是基矢量。晶胞参数是指描述晶体结构的基本单位，通常包括三个晶格常数 (a)、(b)、(c) 和三个角度 (\alpha)、(\beta)、(\gamma)。这些参数定义了晶胞的形状和大小。例如，对于一个简单的立方晶胞，晶格常数 (a = b = c)，角度 (\alpha = \beta = \gamma = 90^\circ)。

File: sim/simul.1.mac
1 read
2 free 1.0,1.0,1.0,90.0,90.0,90.0
3 #
4 insert zr,0,0,0,0.1
5 save atom.stru

在这个例子中，我们定义了一个简单的立方晶胞，晶格常数为 1.0 Å，角度为 90°，并在原点插入了一个锆原子。最后，我们将结构保存到文件 atom.stru 中。

2.2 计算度量张量及其倒易形式

度量张量是描述晶胞几何形状的重要工具。它可以用来计算晶胞内的距离和角度。度量张量的计算公式为：

[ g_{ij} = \mathbf{a}_i