1、1 / 14 2012 級專業課程設計（）題目：利用 material studio軟件制作 catio3的晶體結構xx ：文美樂班級：應物 1203 學號：2 指導教師：王會嫻2 / 14 一、課程設計目的、意義目的：1. 根據課堂講授內容，我們做相應的自主練習，便于消化課堂所講解的內容。2. 通過多次反復調試程序進而積累相應的經驗。3. 通過完成要求的課題，逐漸培養學生的編程能力，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、培養分析

2、問題、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. 有利于培養嚴謹認真的學習態度，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與晶體結構的課程中， 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3 / 14 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

3、的主要理論問題，晶體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，學生對該部分內容的理解才更加深刻。materialsstudio中的castep 模塊可以完成此方面的內容。castep 基于總能量的平面波贗勢理論， 運用原子數目和種類來預測和計算包括晶格參數、分子對稱性、結構性質、能帶結構、固態密度、電荷密度和波函數、光學性質。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 射線衍射內容在固

4、體物理中占有重要地位，通過x 射線衍射實驗，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、中子以與電子等多種粉末衍射圖譜， 確定晶體的結構、 解析衍射數據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4 / 14 用。可視化是深奧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、課程設計具體內容。1、能夠生成 projects ，打開

5、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 5 / 14 打開已有的晶體6 / 14 7 / 14 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. 8 / 14 b. 加h；旋轉方向后如下圖9 / 14 c.測鍵長d.測鍵角10 / 14 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3dviewer ，從 build菜單選擇 crystal下的build

6、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，在相應的地方輸入catio3 晶體的晶胞參數a=b=c=3.893a。按下build 按鈕，一個空的晶胞就會出現在文檔中，關閉對話框。11 / 14 （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） 。12 / 14 給原

7、子標記：按 ctrl 選中一樣原子，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 出現在選中的原子上。13 / 14 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14 / 14 效的，最易懂的課程相關資料，并分發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。 經過老師多方面的指點， 我們不斷發現錯誤，不斷改正，不斷領悟。課程設計是一門專業課， 給我很多專業知識以與專業技能上的提升，同時又是一門教學習方法的課程，給了我很多