[發(fā)明專利]一種原子密排面和二維點陣的計算方法及裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111097502.7
• 申請日: 2021-09-18
• 公開（公告）號: CN113674810A
• 公開（公告）日: 2021-11-19
• 發(fā)明（設計）人: 張志波;譚杰麟;宮澤龍;鄭開宏;潘復生
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東省科學院新材料研究所
• 主分類號: G16C10/00
• 分類號: G16C10/00;G16C60/00
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 張洋

本發(fā)明公開了一種原子密排面和二維點陣的計算方法及裝置，屬于材料結(jié)構(gòu)表征及建模計算技術領域。該方法包括以下步驟：建立以原始輸入的原子點陣為基礎進行擴展后的超晶胞；獲取以原始輸入的原子點陣為基礎的原胞內(nèi)能夠組成平面的原子組合；判斷擴胞后的超晶胞中每個原子與原胞內(nèi)每個面之間是否共面；獲取超晶胞內(nèi)的所有原子組合中，共面原子數(shù)最大的幾個原子組合及其原子點陣的分布情況。通過上述方法可以計算超晶胞內(nèi)處于同一平面的原子數(shù)目最大和/或接近最大的至少一個面和相應共面的原子坐標，該方法適用于除立方晶體和六方晶體以外的晶體結(jié)構(gòu)，為晶體材料的原子密排面和二維點陣的獲取提供了一種適用性廣并且簡單快速的新方式。

技術領域

本發(fā)明涉及材料結(jié)構(gòu)表征及建模計算技術領域，具體而言，涉及一種原子密排面和二維點陣的計算方法及裝置。

背景技術

界面是不同原子陣列的結(jié)合處，廣泛存在于金屬合金、復合材料、膜材料等，在晶體學中，晶體的原子密排面和二維點陣的獲取更是相應的界面結(jié)構(gòu)參數(shù)的重要環(huán)節(jié)。目前，在晶體學中的七大晶系和二十四中布拉菲點陣中，立方和六方晶體一類的晶體結(jié)構(gòu)原子分布相對簡單，所以計算其原子密排面和二維點陣相對來說較為簡單。但目前，針對其他晶系晶體的原子密排面和二維點陣的獲取在業(yè)界內(nèi)仍沒有普遍適用的計算方法。

鑒于此，特提出本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的之一在于提供一種原子密排面和二維點陣的計算方法，該方法適用于除立方晶體和六方晶體以外的晶體結(jié)構(gòu)，為晶體材料的原子密排面和二維點陣的獲取提供了一種適用性廣并且簡單快速的新方式。

本發(fā)明的目的之二在于提供一種原子密排面和二維點陣計算模型建立裝置。

本發(fā)明的目的之三在于提供一種與上述計算方法相關的電子設備。

本發(fā)明的目的之四在于提供一種與上述計算方法相關的可讀存儲介質(zhì)。

本申請可這樣實現(xiàn)：

第一方面，本申請?zhí)峁┮环N原子密排面和二維點陣的計算方法，包括以下步驟：

建立以原始輸入的原子點陣為基礎進行擴展后的超晶胞；

獲取以原始輸入的原子點陣為基礎的原胞內(nèi)能夠組成平面的原子組合；

判斷擴胞后的超晶胞中每個原子與原胞內(nèi)每個面之間是否共面；

至少獲取超晶胞內(nèi)的所有原子組合中，共面原子數(shù)最大的幾個原子組合及其原子點陣的分布情況。

在可選的實施方式中，獲取超晶胞內(nèi)處于同一平面的原子數(shù)目最大的面以及至少1個處于同一平面的原子數(shù)目接近最大的面的原子組合及其原子點陣的分布情況。

在優(yōu)選的實施方式中，獲取超晶胞內(nèi)處于同一平面的原子數(shù)目最大的面以及4個處于同一平面的原子數(shù)目接近最大的面的原子組合及其原子點陣的分布情況。

在可選的實施方式中，原子點陣以所求晶體晶胞內(nèi)原子數(shù)目N以及所有晶胞內(nèi)轉(zhuǎn)換成空間坐標后的原子坐標構(gòu)建而得。

在可選的實施方式中，原子點陣的擴展以晶格常數(shù)、軸角以及擴展倍數(shù)為擴胞基準。

在可選的實施方式中，獲取原胞內(nèi)能夠組成平面的原子組合通過以下方式進行：

以排列組合方式，通過海倫公式判斷原始晶胞中任意三點是否共線，去除共線的三個點的組合，通過迭代計算，得出原胞內(nèi)N個原子中，每三個原子構(gòu)成一個平面的多個坐標組合。

在可選的實施方式中，通過以排列組合方式，將原始晶胞的N個原子構(gòu)建成(N×(N-1)×(N-2))/6個不相同的面后，再通過海倫公式判斷不相同的面相互之間是否構(gòu)成一個面或共線。

在可選的實施方式中，海倫公式如下：