Contents
  1. 1. 如何得到 CrI3 monolayer 的结构
  2. 2. CrI3 single layer structure
  3. 3. 结构优化得到晶格常数

如何得到 CrI3 monolayer 的结构

先由结构优化过后的 CrI3 bulk 的 POSCAR 出发,切出单层 CrI3 结构。具体来说就是,先把 CONTCAR.cif 导入 MS 中

  1. Build - Symmetry - Find Symmetry - Impose Symmetry 先把原胞改成惯用晶胞
  2. Build - Surface - Cleave Surface 沿着 c 轴,也就是 (001) 方向切

  1. View - Display Style - Ball and stick 设置成球棍模型显示,并且删除掉多余的两团原子

选中这些多余的原子,删除即可

  1. Build - Crystals - Build Vacuum Slab Crystal

加完真空层,顶上多了3个原子

  1. 从MS导出 .cif 文件,导入VESTA再导出 .vasp 文件即为 single layer CrI3 的 POSCAR 了,依旧选择 Fractional coordinates
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CrI3 single layer POSCAR
1.0
7.0037999153 0.0000000000 0.0000000000
-3.5018999577 6.0654686497 0.0000000000
0.0000000000 0.0000000000 23.1228008270
I Cr
6 2
Direct
0.666579995 0.973440005 0.135050002
0.026559978 0.693149972 0.135050002
0.306849977 0.333420014 0.135050002
0.666750005 0.693230002 0.000000000
0.306770021 0.973520035 0.000000000
0.026480005 0.333250009 0.000000000
0.000000000 0.000000000 0.067589996
0.333330027 0.666670062 0.067469997

从这个POSCAR文件可以看出,这个二维结构在xy平面上是六角晶格。假设晶格常数 a=7,则第三行的基矢 a1=(a,0,0),第四行的基矢 a2=(-a/2,sqrt(3)*a/2,0)

CrI3 single layer structure

验证自己切得到的单层 CrI3 结构是否正确,我对比了两篇论文中的配图。图 1 中的蓝色菱形线条框起来的就是二维原胞,绿色的原子表示的是 Cr,红色和蓝色的原子是 I,分别在上一层和下一层。

图1,图片来自 Zhang, Wei-Bing, et al.

这是另一篇文章中的二维结构展示,其中 a 是从 c 轴的方向看,b 是垂直于 z 轴的视角看

图2,图片来自 Huang, Bevin, et al.

以下是我从VESTA里得到的二维结构图,

沿 c 方向,对应图 2 中的 a

垂直于 c 方向,对应图 2 中的 b

可见,通过以上方法得到的二维结构,和论文中展示的 单层 CrI3 结构是一致的。可能晶格常数会有一些区别,不过这个对于 VASP 的后续计算来说,没有什么影响。

结构优化得到晶格常数

这是论文里提供的数据

来自 Zhang, Wei-Bing, et al.

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  1. 1. 如何得到 CrI3 monolayer 的结构
  2. 2. CrI3 single layer structure
  3. 3. 结构优化得到晶格常数