这是解决你吸附模拟所有疑惑的文章
固体表面通常存在不饱和键，这种不稳定的状态导致其易与外界分子或原子发生相互作用，两者之间的共价键、静电相互作用、氢键或者范德华相互作用等，使得小分子或团簇被吸引到固体表面。
吸附建模及计算具有一定的技巧性，且需要考虑较多的因素，下面我们详细讲解吸附基底应该如何建模。
众所周知，一个化学式可能对应N个具有不同晶系及晶胞参数的晶胞，如果不慎选错晶胞……
所以在吸附建模之前，我们需要仔细确定模拟计算所选择的晶胞是否符合实验，通常称这种块状无真空层的晶胞为bulk模型。
计算使用的晶胞及其详细信息可以从众多晶体数据库获得：
materialsproject.org
icsd.fiz-karlsruhe.de
atomly.net
www.matcloudplus.com
晶胞的具体坐标也可以通过单晶X射线衍射获得的单晶结构提供（较为少见）。
实验得到的晶胞信息一般保存在对应的PDF卡片中。
通过比较两者给出的晶胞参数（a、b、c、α、β、γ）和空间群，从而判断计算使用的晶胞与实验是否一致。
为了保证结构为最稳定的状态，我们需要对其进行高精度的优化。
利用前文讲述的《K点收敛性测试》和《ENCUT收敛性测试》，选取合适的K点和ENCUT，使结构中每个原子的能量差收敛至0.001 eV/atom。
这里重点讲解下优化晶胞时ISIF参数的设置。
ISIF用来确定是否计算应力张量，以及允许哪些自由度在优化和分子动力学中改变。
对于结构优化，其默认值为2，对于分子动力学，其默认值为0。具体数字代表的含义如下表所示：
当ISIF=0~2时，允许改变的自由度是完全相同的，只有是否计算应力张量的区别；
当ISIF=2~7时，都允许计算应力张量，但是允许改变的自由度不同，也就是说，我们可以选择是否要优化原子位置或者晶胞。
如果此时的晶胞来自于实验且希望计算时保持晶胞不变，则使用ISIF=2，只优化离子坐标而不优化晶胞的形状和体积；也可使用ISIF=0，忽略应力张量的计算，进一步加快计算速度。
如果晶胞来自于各大晶体数据库，建议使用ISIF=3将离子位置、晶胞形状及体积一起优化。
对于同一晶体来说，其不同的晶面可能对应不同的原子排列方式及表面能，所以不同的晶面可能体现不同的物化性质。
计算选择的晶面通常来源于以下两个途径：
①XRD测试得到的最强衍射峰对应的晶面；
②同体系计算文章使用的晶面。
当晶面沿其法线方向平移时，晶胞会对应不同的暴露面，切面后加上真空层的模型一般示例如上图所示。
同一晶胞相同晶面对应的暴露面（灰色表面）却决然不同，所以需要对不同暴露面对应的模型进行优化，取最稳定（能量最低）的暴露面来吸附原子或分子。
为了模拟真实状态下固体表面对分子或原子的吸附，基底的厚度必须足够大，以保证基底不会因为真空层的存在而产生极大的变形。
但是基底厚度太大会导致晶胞原子个数太多，所以选择合适的基底厚度对吸附计算的准确性和计算效率是非常有意义的。
基底厚度的确定需要进行收敛性测试，所以将其放在下一篇文章进行讲解。
吸附模型中真空层的作用是将三维结构的bulk模型分割为互不影响的二维模型，避免表面与底层发生相互作用。
真空层并非越大越好，因为真空层增大代表晶胞在真空层方向的长度也在增大，从而导致收敛困难，所以真空层厚度的确定也需要进行收敛性测试，具体测试内容同基底厚度的确定一样放在下一篇文章中讲解。
为了进一步加快计算效率，并且模拟真实状态下的仅表面变形的状态，固定底层原子进行优化是个不错的选择。
先来认识一下vasp的输入文件POSCAR，以便更好的理解固定原子的设置，图中为TiO2晶胞对应的输入信息，每行内容代表的含义用蓝字标出。
固定原子时，我们需要在POSCAR中添加两项内容：
①在坐标类型上方单独添加一行Selective Dynamics；
②在每行坐标后添加三个T（固定）或者F（弛豫）。
三个方向分别代表X/Y/Z轴，T/F代表固定/弛豫。结果如下：
如果利用上述文件进行结构优化，此时Ti原子将被固定，而O原子正常弛豫。
同样地，利用相同的方法，我们可以实现对晶胞底层原子的固定，通过VESTA或MatCloud+等可视化软件知道底层最上端原子的Z轴坐标，以此为界限，Z轴坐标小于此值的原子都执行上述固定设置，这时底层原子就被固定好了。
值得一提的是，MatCloud+已经实现了这一复杂的操作，想要体验的童鞋点击下方传送门。
下期我们将重点讲解如何对基底和真空层的厚度进行收敛性测试，如果您对吸附还有其它疑问，欢迎在评论区留言或私信我们。
