RG2

Crystal-space traveler

三维全sp2硼氮晶体

以三维sp2杂化BN晶体结构为例,我们先根据六方氮化硼(h-BN)中BN原子的成键特征,分析出成键列表要求为:B原子周边需要3N原子,N原子周边需要3B,不允许出现B-B键和N-N键;其中B原子和N原子均为3配位sp2构型,键长键角为确定值:1.42 Å120°;相应的输入文件para.ini为:

RANDMOD=0                                                      #随机模式。

GID=75-230                                                          #选择75230号空间群。

LCPARA= 3-12 3-12 3-12 30-150 30-150 30-150  #晶格参数随机范围。

AELE= 5 7                                                           #两种元素,硼和氮。

AELENUM= 1-4 1-4                                             #非等价原子数,与AELE对应。

ADDBONDLIST  5  7 7 7                                 #每个硼与3个氮成键原子。

ADDBONDLIST  7  5 5 5                                #每个氮与3个硼原子成键。

BONDANG[5]=120                                              #硼原子键角参考值

BONDANG[7]=120                                              #氮原子键角参考值

BONDLEN[5][7]=1.45                                      #-氮键长的参考值

BONDLENTOLER=0.12                        #可选,键长平均容差。

BONDLENERRMAX=0.2                      #可选,键长最大容差。

BONDANGTOLER=0.15                       #可选,键角平均容差,一般比键长大。

BONDANGERRMAX=0.22                   #可选,键角最大容差,一般比键长大。

ATOMNUM=4-500                                 #可选,限制晶胞中的实际原子数。

BONDRINGMIN=4                                #可选,设置最小环为4,排除3环。


可以看到,与单质相比,区别只在于AELEAELENUMADDBONDLISTBONDANGBONDLEN需要对应添加每种元素的设置。此外,因为BN化合物中一般没有B-B键或N-N键,所以不需要对应的ADDBONDLIST或者BONDLEN

如果我们不是利用ADDBONDLIST来精确规定各个元素(节点)的成键列表,而是选择LINKMAX[6]=3LINKMAX[7]=3来模糊指定配位数,这时我们就需要指定BONDLEN[6][6]=负值和BONDLEN[7][7]=负值来排除B-B键和N-N键。希望读者能通过这个例子的学习,能掌握对化合物的搜索,比如常见二元半导体碳化硅,砷化镓,二氧化硅,以及一些三元的化合物等。