【摘要】 电荷密度差分(Charge density difference)是研究电子结构的重要手段之一。
电荷密度差分(Charge density difference)是研究电子结构的重要手段之一。可以直观的得到各个片段相互作用后的电子流向,或者原子形成分子过程中电子密度的变化、探究化学键的本质。使用CASTEP可以更简单快速地计算出电荷密度差分。
以AlFe合金为例,其具体操作如下:
01优化结构
导入要计算的结构文件,选择CASTEP模块,点击Calculation,打开以下对话框,选择Geometry Optimization。
02得到优化后的结构
在包含计算输出文件的目录下,选择CASTEP模块,点击Analysis,打开以下对话框。选择Structure,在Results file处导入后缀为castep的计算输出文件,点击Update。
03设置差分片段
首先,点击Edit,选择Atom Selection,打开如下对话框,点击要选择的片段,这个根据需要,自行设置。设置好后,点击Select后,被选择的片段则被标亮。
其次,点击Edit,选择Edit Sets,打开如下对话框:
点击New,命名DensityDifference,点击OK即可。此时,在结构上可以看到被选中的片段被标记出来。
04计算电荷密度差分
将上一步得到的结构进行电荷密度差分的计算,选择CASTEP模块,点击Calculation,打开以下对话框,选择Energy,在Properties处选择Electron density difference。设置完成后,进行计算。
计算结束后,在包含计算输出文件的目录下,选择CASTEP模块,点击Analysis,打开以下对话框。选择Electron density difference,在Results file处导入后缀为castep的计算输出文件,点击Import。
05电荷密度差分图的绘制
上一步操作后,在得到带有差分电荷密度的结构的同时,通过利用工具栏中的各项功能及应用,可以得到想要效果的展示图片。
下面将对常用工具能进行简单介绍:
1)利用图1中“Create Slices”功能,可以选择沿着想展示的面进行切面;
(图1)
2)利用图2中“Volumetric Selection”功能,可以选择想展示的切面;
(图2)
3)利用图3中“Color Maps”功能,可以自行修改电荷密度等值面的大小,以及修改颜色的展示;
(图3)
以上经过对各项工具的功能应用,就可以快速得到如下图所示的电荷密度差分图了。