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JP5969866B2 - How to display atomic configuration - Google Patents
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Description

本発明は、結晶構造中の3次元原子配置を円周上原子配置に変換して表示する原子配置の表示方法に関する。   The present invention relates to a method for displaying an atomic arrangement in which a three-dimensional atomic arrangement in a crystal structure is converted into a circumferential atomic arrangement for display.

結晶性固体では、結晶面によって表面エネルギ等の特性が異なるため、表面として露出しているのが如何なる結晶面であるかによって、触媒反応等の反応性も相違する。そこで、例えば、良好な触媒活性を得ることが可能な特性を有する結晶面に沿って結晶性固体を切断し、該結晶面を露出させて表面とすることが想起される。   Since crystalline solids have different characteristics such as surface energy depending on crystal planes, reactivity such as catalytic reaction differs depending on which crystal plane is exposed as a surface. Thus, for example, it is recalled that a crystalline solid is cut along a crystal plane having a characteristic capable of obtaining good catalytic activity, and the crystal plane is exposed to form a surface.

結晶面の特性は、計算科学によって求めることが可能である。従って、様々な結晶面につき計算科学によって特性を求め、その結果に基づいて、表面として露出させるのに適切な結晶面を決定すればよいように考えられる。   The characteristics of the crystal plane can be determined by computational science. Therefore, it is considered that characteristics of various crystal planes are obtained by computational science, and an appropriate crystal plane to be exposed as a surface is determined based on the result.

しかしながら、結晶性固体中の全ての結晶面について、その特性を逐一算出することは、多大な時間や労力を費やすことになり効率的ではない。このため、実際には、結晶性固体中の複数の結晶面から適切な特性を有する結晶面の候補を選択し、選択された結晶面についてのみ特性を算出することによって、計算を最小限にすることが提案されている。   However, calculating the characteristics of all crystal planes in the crystalline solid one by one consumes a lot of time and labor, and is not efficient. Therefore, in practice, the calculation is minimized by selecting crystal face candidates having appropriate characteristics from a plurality of crystal faces in the crystalline solid and calculating the characteristics only for the selected crystal faces. It has been proposed.

例えば、非特許文献1には、五酸化二バナジウム(V)の結晶面について、低指数面と呼ばれる小さいミラー指数で表される結晶面を計算対象として選択することが記載されている。 For example, Non-Patent Document 1 describes that a crystal plane represented by a small Miller index called a low index plane is selected as a calculation target for a crystal plane of divanadium pentoxide (V 2 O 5 ). .

J.Mater.chem, 1996, 6(4), 653-660, Dean C.Sayle, David H.Gay, Andrew L.Rohl, C.Richard A.Catlow, John H.Harding, Marc A.Perrin and Patrice NortierJ. Mater.chem, 1996, 6 (4), 653-660, Dean C. Sayle, David H. Gay, Andrew L. Rohl, C. Richard A. Catlow, John H. Harding, Marc A. Perrin and Patrice Nortier

例えば、リン酸鉄リチウム(LiFePO)のような複合金属酸化物では、ミラー指数が同一であっても、表面は一義的に定まらず、原子配列構成が異なる複数の表面の可能性が想定される。この場合、これらの特性も相違したものとなる。 For example, in a composite metal oxide such as lithium iron phosphate (LiFePO 4 ), even if the Miller index is the same, the surface is not uniquely determined, and the possibility of multiple surfaces with different atomic arrangement configurations is assumed. The In this case, these characteristics are also different.

また、従来は安定でないと認識され、さほど検討されることがなかった高指数面において、前述のような複数存在する表面の中で安定に存在し且つ有用な特性を示すものが存在する可能性がある。   In addition, there is a possibility that a high index surface that has been recognized as not stable in the past and has not been studied so much may have a stable and useful characteristic among the multiple surfaces as described above. There is.

このことから諒解されるように、複雑な結晶構造を有する結晶性固体について、適切な特性を有する結晶面を計算科学によって求める場合、低指数面のみを計算対象としたのでは不十分である。すなわち、高指数面が低指数面よりも適切な特性を有している場合であっても、当該高指数面が計算対象とされていないために計算者がそのことを認識することができず、結局、露出させるべき結晶面として当該高指数面が選定されることはないからでる。   As can be understood from this, it is not sufficient to calculate only a low index plane when calculating a crystal plane having appropriate characteristics for a crystalline solid having a complex crystal structure by computational science. That is, even if the high index surface has more appropriate characteristics than the low index surface, the calculator cannot recognize that because the high index surface is not subject to calculation. After all, this is because the high index plane is not selected as the crystal plane to be exposed.

このように、結晶面が如何なる特性を有するか大凡の見当を付けて、検出するべき結晶面の候補となり得るか否かを判断することが可能な情報、換言すれば、計算対象とする結晶面を選択するための情報を得ることに関し、複雑な結晶構造を有する結晶性固体について、計算対象となる結晶面を有効に選択し得る手段は未だ確立されていない。   In this way, information that can determine whether or not a crystal face can be a candidate for a crystal face to be detected by roughly estimating what characteristics the crystal face has, in other words, the crystal face to be calculated With respect to obtaining information for selecting, a means for effectively selecting a crystal plane to be calculated for a crystalline solid having a complicated crystal structure has not yet been established.

本発明は上記した問題を解決するためになされたものであり、結晶構造中の原子の空間的な粗密の度合いを把握することが容易であり、このことに基づいて結晶面の特性を推察することが容易な原子配置の表示方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above problems, and it is easy to grasp the degree of spatial density of atoms in the crystal structure, and based on this fact, the characteristics of the crystal plane are inferred. It is an object of the present invention to provide an atomic arrangement display method that is easy to perform.

前記の目的を達成するために、本発明は、コンピュータを使用して、単位格子中の3次元原子配置を円周上原子配置に変換してディスプレイに表示する原子配置の表示方法であって、
前記コンピュータが備える演算手段が、単位格子中の各原子の位置ベクトルを、ミラー指数{lmn}で表される結晶面の法線ベクトルの方向へ射影することにより直線上原子配置を得るとともに、前記位置ベクトルの射影長さを、前記単位格子の原点と前記結晶面との間の距離を用いて、それぞれ規格化することにより規格化射影長さを求めるステップと、
前記演算手段が、前記規格化射影長さに基づいて、前記直線上原子配置中の各原子を円の周上に配置することにより得た前記円周上原子配置を、前記ディスプレイに表示するステップと、
を有することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention provides a method for displaying an atomic arrangement in which a computer is used to convert a three-dimensional atomic arrangement in a unit cell into a circumferential atomic arrangement and display it on a display .
The computing means included in the computer obtains an atomic arrangement on a straight line by projecting the position vector of each atom in the unit cell to the direction of the normal vector of the crystal plane represented by the Miller index {lmn}, and Obtaining the projected length of the position vector by normalizing the projected length of the position vector by using the distance between the origin of the unit cell and the crystal plane, respectively;
A step of displaying, on the display, the atomic arrangement on the circumference obtained by arranging the atoms in the atomic arrangement on the straight line on the circumference of the circle based on the normalized projection length by the computing means; When,
It is characterized by having.

この原子配置の表示方法では、先ず、結晶構造中における各原子の3次元原子配置を、ミラー指数{lmn}で表される結晶面の法線ベクトルの方向(射影方向)に対する1次元原子配置、すなわち、直線上原子配置に変換する。つまり、直線上原子配置は、3次元原子配置における各原子の射影方向についての位置関係を示す。   In this atomic arrangement display method, first, the three-dimensional atomic arrangement of each atom in the crystal structure is changed to a one-dimensional atomic arrangement with respect to the direction of the normal vector of the crystal plane represented by the Miller index {lmn} (projection direction). That is, it is converted into a linear atomic arrangement. That is, the atom arrangement on a straight line indicates the positional relationship with respect to the projection direction of each atom in the three-dimensional atom arrangement.

そして、この直線上原子配置における始点から各原子の位置までの距離である射影長さを、単位格子の原点と{lmn}面との間の距離、すなわち、{lmn}面の面間隔を用いて、それぞれ規格化し、規格化射影長さを求める。このようにして得られた規格化射影長さは、直線上原子配置中の繰り返し単位を基準とした相対的な長さである。   Then, the projection length, which is the distance from the starting point to the position of each atom in this atomic arrangement on the straight line, is used as the distance between the origin of the unit cell and the {lmn} plane, that is, the plane spacing of the {lmn} plane. Then, standardize each to obtain the standardized projection length. The normalized projection length thus obtained is a relative length based on the repeating unit in the atom arrangement on the straight line.

そして、求めた規格化射影長さに基づいて、直線上原子配置を円周上原子配置に変換して表示する。例えば、円周上に直線上原子配置の始点を配置し、該円周上の始点から、各原子の規格化射影長さに応じた長さごとに、原子を円周上に配置することで、円周上原子配置を表示することができる。   Then, based on the obtained normalized projection length, the atomic arrangement on the straight line is converted into the atomic arrangement on the circumference and displayed. For example, by arranging the starting point of atomic arrangement on a straight line on the circumference and arranging the atoms on the circumference from the starting point on the circumference for each length according to the normalized projection length of each atom. The atomic arrangement on the circumference can be displayed.

このとき、規格化射影長さは、上記の通り繰り返し単位の長さを基準としているため、円の1周分と1繰り返し単位とを容易に対応させることができる。すなわち、円周上原子配置では、規格化射影長さの整数部分以外の値が同じ原子同士は、円周上の同位置に配置されるため、直線上原子配置の両端に位置する原子同士を隣り合うように表示させることができる。   At this time, since the standardized projection length is based on the length of the repeating unit as described above, it is possible to easily associate one round of the circle with one repeating unit. That is, in the atomic arrangement on the circumference, atoms having the same value other than the integer part of the normalized projection length are arranged at the same position on the circumference. It can be displayed adjacent to each other.

直線上原子配置の両端に位置する原子は、単位格子が連続する結晶構造中では、隣接する単位格子間で互いに隣り合って配置される。このため、直線上原子配置を円周上原子配置に変換して表示することで、連続する単位格子同士の原子配置の関係、すなわち結晶構造における原子配置を把握することが可能になる。   The atoms located at both ends of the atomic arrangement on a straight line are arranged adjacent to each other between adjacent unit lattices in a crystal structure in which unit lattices are continuous. For this reason, by converting the atomic arrangement on the straight line into the atomic arrangement on the circumference and displaying it, it becomes possible to grasp the atomic arrangement relationship between successive unit cells, that is, the atomic arrangement in the crystal structure.

以上のように、結晶性固体の3次元原子配置を円周上原子配置に変換して表示することで、結晶構造を{lmn}面と平行な方向から見たときの原子同士の間隔(粗密の度合い)を円周上原子配置における原子間隔に反映させることができる。   As described above, the three-dimensional atomic arrangement of the crystalline solid is converted into a circular atomic arrangement and displayed, so that the distance between the atoms (rough and dense) when the crystal structure is viewed from the direction parallel to the {lmn} plane. Can be reflected in the atomic spacing in the atomic arrangement on the circumference.

従って、この円周上原子配置に基づいて、結晶性固体の如何なる原子間を切断すれば所望の特性を有する結晶面が得られるかについて、大凡の見当を付けることができる。すなわち、計算対象となる結晶面(所望の特性を有する結晶面の候補)を効率的且つ高精度に選択することが可能となる。よって、例えば、候補として検出した結晶面についてのみ実際に特性を算出し、その結果から、表面として露出させる否かを決定することができる。   Therefore, based on this arrangement of atoms on the circumference, it is possible to give a rough idea as to what kind of atoms in the crystalline solid can be cut to obtain a crystal plane having desired characteristics. That is, it becomes possible to efficiently and accurately select a crystal plane to be calculated (a crystal plane candidate having a desired characteristic). Therefore, for example, it is possible to actually calculate the characteristics only for the crystal planes detected as candidates, and determine whether or not to expose the surfaces as the result.

前記円周上原子配置を表示するステップでは、前記円の半径Rを前記距離に相当する長さとし、且つ前記規格化射影長さの整数部分以外の値を2πに乗じた角度をθとして、前記直線上原子配置中の各原子をX=Rcosθ、Y=Rsinθで表される位置座標(X,Y)上に配置することにより前記円周上原子配置を表示することが好ましい。   In the step of displaying the atomic arrangement on the circumference, the radius R of the circle is a length corresponding to the distance, and an angle obtained by multiplying a value other than the integer part of the normalized projection length by 2π is θ, It is preferable to display the atomic arrangement on the circumference by arranging each atom in the arrangement of atoms on a straight line on position coordinates (X, Y) represented by X = R cos θ and Y = R sin θ.

この場合、原子を円周上に配置する際の円の半径Rを、単位格子の原点と{lmn}面との間の距離({lmn}面の面間隔)と対応する長さとする。これにより、該円の円周に実際の結晶構造中の面間隔が反映されるため、円周上原子配置における原子間隔と、結晶構造中の原子間隔との対応がより明確となる。すなわち、結晶構造中の原子の空間的な粗密の度合いをより明確に円周上に反映した結晶面の円周上原子配置を表示することが可能となる。   In this case, the radius R of the circle when the atoms are arranged on the circumference is set to a length corresponding to the distance between the origin of the unit cell and the {lmn} plane (plane spacing of the {lmn} plane). Thereby, since the plane spacing in the actual crystal structure is reflected on the circumference of the circle, the correspondence between the atomic spacing in the atomic arrangement on the circumference and the atomic spacing in the crystal structure becomes clearer. That is, it is possible to display the atomic arrangement on the circumference of the crystal plane that more clearly reflects the degree of spatial density of atoms in the crystal structure on the circumference.

また、異なるミラー指数で表される複数の結晶面のそれぞれの面間隔は、共通の単位格子を基準として得られる相対的な長さである。従って、複数の結晶面の法線ベクトルの方向を射影方向として複数の円周上原子配置を得る場合、前記円の半径Rをそれぞれの結晶面の面間隔に対応させることで、円周上原子配置同士を直接比較することが可能となる。すなわち、複数の結晶面のそれぞれと平行な方向から見た場合の結晶構造中の原子の粗密の度合いを容易に比較することが可能となる。   Further, the plane spacing of each of the plurality of crystal planes represented by different Miller indices is a relative length obtained with reference to a common unit cell. Therefore, when obtaining a plurality of atomic arrangements on the circumference with the normal vector directions of the plurality of crystal planes as projection directions, the radius R of the circle is made to correspond to the plane spacing of the respective crystal planes. Arrangements can be directly compared. That is, it is possible to easily compare the degree of density of atoms in a crystal structure when viewed from a direction parallel to each of a plurality of crystal planes.

さらに、円の半径R及び角度θに基づいて、上記の位置座標(X,Y)上に直線上原子配置中の各原子を配置することにより、3次元原子配置を円周上原子配置に容易に変換して表示することができる。   Furthermore, by arranging each atom in a linear atom arrangement on the position coordinates (X, Y) based on the radius R and angle θ of the circle, the three-dimensional atom arrangement can be easily made into an atomic arrangement on the circumference. Can be displayed.

ここで、複数の円周上原子配置を同一のXY座標上に表示することで、各円周上原子配置をそれぞれの中心が揃った同心円状に並べて表示することができる。このため、複数の円周上原子配置同士を容易に比較することが可能となる。   Here, by displaying a plurality of atomic arrangements on the circumference on the same XY coordinates, the arrangements of atoms on the circumference can be arranged and displayed in a concentric manner with the respective centers aligned. For this reason, it becomes possible to easily compare a plurality of circumferential atomic arrangements.

以上の計算は、例えば、演算手段等によって自動的に実施するようにすればよい。さらに、その計算結果に基づき、ディスプレイに円周上原子配置を表示するようにすることもできる。   What is necessary is just to make it implement the above calculation automatically, for example by a calculating means. Furthermore, based on the calculation result, the atomic arrangement on the circumference can be displayed on the display.

この際には、原子の種類毎に相違した色が表示されるようにすることが好ましい。これにより、相違する原子が同座標となり互いに重なり合って表示される場合であっても、如何なる原子が当該座標に位置するのかを認識することが容易となる。   In this case, it is preferable that different colors are displayed for each type of atom. This makes it easy to recognize what atoms are located at the coordinates even when different atoms have the same coordinates and are displayed overlapping each other.

また、表示される各原子の直径は、各原子の原子半径ないしイオン半径(以下、併せて「原子半径等」という)に対応していることが好ましい。すなわち、原子半径等が大きい原子は大径な円、小さい原子は小径な円として表示すればよい。このことも、相違する原子が同座標となり互いに重なり合って表示される場合において、如何なる原子が当該座標に位置するのかを認識することを容易にする。好適には、原子半径等と、表示される円の直径とを相似とする。   Moreover, it is preferable that the displayed diameter of each atom corresponds to the atomic radius or ionic radius of each atom (hereinafter collectively referred to as “atomic radius etc.”). That is, atoms with a large atomic radius or the like may be displayed as a large circle, and small atoms may be displayed as a small circle. This also facilitates recognizing what atoms are located at the coordinates when different atoms are displayed with the same coordinates and overlapping each other. Preferably, the atomic radius or the like is similar to the displayed circle diameter.

本発明によれば、円周上原子配置を表示することによって結晶構造中の原子の空間的な粗密の度合いを容易に把握することができるとともに、その表示結果に基づいて、結晶面の特性を容易に予測することができる。   According to the present invention, it is possible to easily grasp the degree of spatial density of atoms in the crystal structure by displaying the atomic arrangement on the circumference, and based on the display result, the characteristics of the crystal plane can be determined. Can be easily predicted.

LiFePOの単位格子によって3次元原子配置を示した模式図である。The unit cell of the LiFePO 4 is a schematic diagram showing a 3-dimensional atomic arrangement. 図1の3次元原子配置について、(100)面の法線ベクトルの方向に各原子の位置ベクトルを射影して得た直線上原子配置を示す模式図である。2 is a schematic diagram showing a linear atomic arrangement obtained by projecting the position vector of each atom in the direction of the normal vector of the (100) plane in the three-dimensional atomic arrangement of FIG. 図2の直線上原子配置を円周上に配置して得た円周上原子配置である。This is the atomic arrangement on the circumference obtained by arranging the atomic arrangement on the straight line in FIG. 2 on the circumference. 図1の3次元原子配置について、(010)面の法線ベクトルの方向に各原子の位置ベクトルを射影して得た直線上原子配置を示す模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing a linear atomic arrangement obtained by projecting the position vector of each atom in the direction of the normal vector of the (010) plane with respect to the three-dimensional atomic arrangement of FIG. 1. 図4の直線上原子配置を円周上に配置して得た円周上原子配置を、図3の円周上原子配置とともに示した表示図である。FIG. 5 is a display diagram showing a circumferential atomic arrangement obtained by arranging the linear atomic arrangement of FIG. 4 on the circumference together with the circumferential atomic arrangement of FIG. 3. 図1の3次元原子配置について、(201)面の法線ベクトルの方向に各原子の位置ベクトルを射影して得た直線上原子配置を示す模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing a linear atomic arrangement obtained by projecting the position vector of each atom in the direction of the normal vector of the (201) plane with respect to the three-dimensional atomic arrangement of FIG. 1. 図6の直線上原子配置を円周上に配置して得た円周上原子配置を、図3の円周上原子配置とともに示した表示図である。FIG. 7 is a display diagram showing a circumferential atomic arrangement obtained by arranging the linear atomic arrangement of FIG. 6 on the circumference together with the circumferential atomic arrangement of FIG. 3.

以下、本発明に係る原子配置の表示方法について好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of an atomic arrangement display method according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

この原子配置の表示方法は、結晶構造を有する結晶性固体全般に好適に適用することができるが、複合金属酸化物のような比較的複雑な結晶構造を有する結晶性固体に対して特に好適に適用することができる。このため、本実施形態では、リン酸鉄リチウム(LiFePO)の結晶構造に含まれる各原子の3次元原子配置を円周上原子配置に変換して表示する例について説明する。 This atomic arrangement display method can be suitably applied to all crystalline solids having a crystal structure, but is particularly suitable for a crystalline solid having a relatively complicated crystal structure such as a composite metal oxide. Can be applied. For this reason, in this embodiment, an example will be described in which the three-dimensional atomic arrangement of each atom included in the crystal structure of lithium iron phosphate (LiFePO 4 ) is converted into a circumferential atomic arrangement and displayed.

図1に、LiFePOの結晶について、Li原子を原点とした単位格子ベクトルa、b、cによって形成される単位格子を示す。すなわち、該図1には、各原子の配置(3次元原子配置)10が模式的に表されている。なお、a、b、cについては、便宜上、ベクトルを意味する矢印を省略している。 FIG. 1 shows a unit cell formed by unit cell vectors a, b, and c with a Li atom as the origin for a LiFePO 4 crystal. That is, FIG. 1 schematically shows an arrangement (three-dimensional atom arrangement) 10 of each atom. In addition, about a, b, and c, the arrow which means a vector is abbreviate | omitted for convenience.

このようなLiFePOの結晶の空間群はPnmaであり、単位格子中の各原子の位置ベクトルrは、原子座標(x,y,z)に基づいて、下記の式(1)で表される。
r=xa+yb+zc …(1)
The space group of such a LiFePO 4 crystal is Pnma, and the position vector r of each atom in the unit cell is expressed by the following formula (1) based on the atomic coordinates (x, y, z). .
r = xa + yb + zc (1)

先ず、各原子の位置ベクトルrを、ミラー指数{lmn}で表される結晶面の法線ベクトルの方向(射影方向)へ射影する。この際、位置ベクトルrの射影長さpは、下記の式(2)によって表される。

Figure 0005969866
First, the position vector r of each atom is projected in the direction (projection direction) of the normal vector of the crystal plane represented by the Miller index {lmn}. At this time, the projection length p of the position vector r is expressed by the following equation (2).
Figure 0005969866

ただし、g=a・(b×c)=b・(c×a)=c・(a×b)である。なお、「・」、「×」は、それぞれ、内積、外積を表す。式(2)中のb×c、c×a、a×bも同様に外積である。   However, it is g = a * (b * c) = b * (c * a) = c * (a * b). “·” And “×” represent inner product and outer product, respectively. Similarly, b × c, c × a, and a × b in Equation (2) are outer products.

この射影により、単位格子中における各原子の3次元の原子配置を、射影方向に対する1次元の原子配置、すなわち、例えば、図2に示される直線上原子配置に変換することができる。   By this projection, the three-dimensional atomic arrangement of each atom in the unit cell can be converted into a one-dimensional atomic arrangement with respect to the projection direction, that is, for example, a linear atomic arrangement shown in FIG.

次に、この射影長さpを、単位格子における原点と、ミラー指数{lmn}で表される結晶面との単位距離dで規格化する。ここで、単位距離dは、ミラー指数{lmn}で表される結晶面の面間隔と換言することができる。すなわち、単位距離dは、直線上原子配置中の原子の繰り返し単位の長さに相当し、式(3)によって表される。

Figure 0005969866
Next, this projection length p is normalized by the unit distance d between the origin in the unit cell and the crystal plane represented by the Miller index {lmn}. Here, the unit distance d can be rephrased as the crystal plane spacing represented by the Miller index {lmn}. In other words, the unit distance d corresponds to the length of the repeating unit of atoms in the atom arrangement on the straight line, and is represented by the formula (3).
Figure 0005969866

式(2)、(3)から、規格化射影長さqは、下記の式(4)によって求めることができる。
q=lx+my+nz …(4)
From the expressions (2) and (3), the standardized projection length q can be obtained by the following expression (4).
q = lx + my + nz (4)

この規格化射影長さqは、直線上原子配置の繰り返し単位を基準とした相対的な長さである。   The standardized projection length q is a relative length based on a repeating unit of atomic arrangement on a straight line.

以上のように、規格化射影長さqは、単位格子中の各原子の原子座標(x,y,z)と、ミラー指数(lmn)を用いて容易に算出することができる。   As described above, the normalized projection length q can be easily calculated using the atomic coordinates (x, y, z) of each atom in the unit cell and the Miller index (lmn).

次に、規格化射影長さqに基づいて、直線上原子配置を円周上原子配置に変換して表示する。すなわち、円周上に直線上原子配置の始点を配置し、該円周上の始点から、各原子をその規格化射影長さに応じた長さごとに円周上に配置することで、円の1周分と1繰り返し単位とが対応する円周上原子配置を表示することができる。例えば、図2に示す直線上原子配置12を変換した場合、図3に示す円周上原子配置14が得られる。   Next, based on the normalized projection length q, the atomic arrangement on the straight line is converted into the atomic arrangement on the circumference and displayed. That is, by arranging the starting point of the atomic arrangement on a straight line on the circumference and arranging each atom on the circumference from the starting point on the circumference for each length according to the normalized projection length, It is possible to display the atomic arrangement on the circumference corresponding to one round of and one repeating unit. For example, when the linear atomic arrangement 12 shown in FIG. 2 is converted, the circumferential atomic arrangement 14 shown in FIG. 3 is obtained.

この円周上原子配置では、直線上原子配置の両端の原子同士が隣り合い、且つ円周上原子配置における該原子同士の間隔には、結晶構造中の隣接する単位格子間の該原子同士の間隔が反映されている。このようにして円周上原子配置を表示することで、連続する単位格子同士の原子配置の関係も把握することが可能である。すなわち、結晶構造における原子配置を把握することが可能である。   In this atomic arrangement on the circumference, the atoms at both ends of the atomic arrangement on a straight line are adjacent to each other, and the distance between the atoms in the atomic arrangement on the circumference is the distance between the adjacent unit lattices in the crystal structure. The interval is reflected. By displaying the atomic arrangement on the circumference in this way, it is possible to grasp the relation between the atomic arrangements of successive unit cells. That is, it is possible to grasp the atomic arrangement in the crystal structure.

直線上原子配置を円周上原子配置に変換して表示するには、以下のステップを行うことが好ましい。   In order to convert the atomic arrangement on the straight line into the atomic arrangement on the circumference for display, it is preferable to perform the following steps.

先ず、直線上原子配置の各原子を配置する円の半径Rを、単位距離dに相当する長さとする。また、規格化射影長さqの整数部分以外の値Hを、下記の式(5)によって求める。
H=(lx+my+nz)mod1 …(5)
First, the radius R of the circle in which each atom in the linear atom arrangement is arranged is set to a length corresponding to the unit distance d. Further, a value H other than the integer part of the normalized projection length q is obtained by the following equation (5).
H = (lx + my + nz) mod 1 (5)

そして、得られたHと2πとの積から、円周上の原点から各原子までの弧の長さに対する中心角に相当する角度θをそれぞれ求める。この角度θと、半径R(単位距離d)を用いて、下記の式(6)及び式(7)から円周上原子配置における各原子の位置座標(X,Y)を求める。
X=Rcosθ …(6)
Y=Rsinθ …(7)
Then, an angle θ corresponding to the central angle with respect to the arc length from the origin on the circumference to each atom is obtained from the obtained product of H and 2π. Using this angle θ and radius R (unit distance d), the position coordinates (X, Y) of each atom in the atomic arrangement on the circumference are obtained from the following equations (6) and (7).
X = R cos θ (6)
Y = Rsin θ (7)

この位置座標(X,Y)に従って、直線上原子配置の各原子をXY座標上に配置することで、半径Rの円の円周上に結晶構造中の原子が配置された円周上原子配置を表示することができる。   According to the position coordinates (X, Y), by arranging each atom in a straight line atom arrangement on the XY coordinate, the atom arrangement on the circumference in which the atoms in the crystal structure are arranged on the circumference of the circle with the radius R Can be displayed.

以上を基本とする本実施形態に係る原子配置の表示方法につき、LiFePOの単位格子中の具体的な結晶面として(100)面、(010)面、(201)面を挙げ、図1〜図7を参照しつつ、これらの結晶面の法線ベクトル方向を射影方向とした円周上原子配置を表示するステップについて、それぞれ具体的に説明する。 With respect to the atomic arrangement display method according to the present embodiment based on the above, the (100) plane, the (010) plane, and the (201) plane are given as specific crystal planes in the unit cell of LiFePO 4 . With reference to FIG. 7, each step of displaying the atomic arrangement on the circumference with the normal vector direction of these crystal planes as the projection direction will be specifically described.

図1に示すように、(100)面は、単位格子において単位距離d(面間隔)が最大となる面方位である。先ず、この(100)面の法線ベクトル方向を射影方向とする場合について、図1〜図3を参照しつつ説明する。なお、(100)面の単位距離d(100)は、10.3172Åである。 As shown in FIG. 1, the (100) plane is a plane orientation that maximizes the unit distance d (plane spacing) in the unit cell. First, the case where the normal vector direction of the (100) plane is the projection direction will be described with reference to FIGS. The unit distance d (100) of the (100) plane is 10.13172 mm.

PHYSICAL REVIEW B 77, 064414-1〜12 (2008) の表1に示された主要な原子座標(x,y,z)と、LiFePOの結晶の空間群がPnmaであることから、LiFePOの全ての原子座標は、下記の表1に示す通りとなる。 PHYSICAL REVIEW B 77, 064414-1~12 a table main atomic coordinates shown in 1 (x, y, z) of (2008), space group of the crystal of LiFePO 4 is because it is Pnma, the LiFePO 4 All atomic coordinates are as shown in Table 1 below.

Figure 0005969866
表1中のO1、O2、O3は、それぞれ、同値関係にある酸素原子を示す。具体的には、結晶内対称操作による原子座標の組が不変となる集合(同値類)ごとに区分している。なお、O1とO2は多重度4の酸素原子であり、O3は多重度8の酸素原子である。ここで、O1とO2は、多重度は同一であるが、存在位置が互いに相違する。
Figure 0005969866
O1, O2, and O3 in Table 1 each represent an oxygen atom having an equivalence relationship. Specifically, the set is divided into sets (equivalence classes) in which the set of atomic coordinates by in-crystal symmetry operation is invariant. O1 and O2 are oxygen atoms having a multiplicity of 4, and O3 is an oxygen atom having a multiplicity of 8. Here, O1 and O2 have the same multiplicity but have different positions.

上記の表1の原子座標(x,y,z)と式(1)から、各原子の位置ベクトルrを求める。この位置ベクトルrをミラー指数(100)で表される結晶面の法線ベクトルの方向に射影することで、図2に示す直線上原子配置12を得ることができる。   From the atomic coordinates (x, y, z) in Table 1 and the equation (1), the position vector r of each atom is obtained. By projecting this position vector r in the direction of the normal vector of the crystal plane represented by the Miller index (100), the linear atomic arrangement 12 shown in FIG. 2 can be obtained.

そして、表1の原子座標(x,y,z)の値と、面指数(lmn)、すなわち(100)に基づいて、上記の式(4)から、各原子の規格化射影長さqをそれぞれ求める。さらに、この規格化射影長さqの整数部分以外の値Hを、式(5)より求める。   Then, based on the values of the atomic coordinates (x, y, z) in Table 1 and the plane index (lmn), that is, (100), the normalized projection length q of each atom is obtained from the above equation (4). Ask for each. Further, a value H other than the integer part of the normalized projection length q is obtained from Expression (5).

このHに2πを乗じて得た角度θと、半径Rとして単位距離d(100)の値とをそれぞれ式(6)に代入することで、XY座標上における各原子のX座標の値が求められ、同様に式(7)からY座標の値が求められる。各原子について算出されたH、X座標値、Y座標値をそれぞれ表2に示す。 By substituting the angle θ obtained by multiplying H by 2π and the value of the unit distance d (100) as the radius R into the equation (6), the value of the X coordinate of each atom on the XY coordinates is obtained. Similarly, the value of the Y coordinate is obtained from equation (7). Table 2 shows the H, X coordinate value, and Y coordinate value calculated for each atom.

Figure 0005969866
表2のX座標値及びY座標値に基づいて、XY座標上に単位格子中の各原子を配置することで、図3に示す円周上原子配置14を表示することができる。すなわち、この円周上原子配置14では、単位格子の原点とした原子16がシンボルとしてX軸上に配置され、この原子16を始点として、各原子が、直線上原子配置12での原子間隔に対応する原子間隔で、単位距離d(100)を半径とする円の周上に配置されている。
Figure 0005969866
By arranging each atom in the unit cell on the XY coordinate based on the X coordinate value and the Y coordinate value in Table 2, the circumferential atom arrangement 14 shown in FIG. 3 can be displayed. That is, in this atomic arrangement 14 on the circumference, atoms 16 that are the origins of the unit cell are arranged on the X axis as symbols, and each atom has an atomic interval in the atomic arrangement 12 on the straight line, starting from this atom 16. They are arranged on the circumference of a circle having a unit distance d (100) as a radius at a corresponding atomic interval.

なお、各原子の近傍に付した100は、円周上原子配置14が、(100)面の法線ベクトルの方向に射影して得られたものであることを明示するためのラベルである。   In addition, 100 attached | subjected to the vicinity of each atom is a label for specifying that the atomic arrangement 14 on the circumference is obtained by projecting in the direction of the normal vector of the (100) plane.

このように、円周上原子配置14は、規格化射影長さqに基づいて表示されるため、各原子が配置された円の1周と、3次元原子配置10の射影方向における原子配置の1繰り返し単位とが対応している。従って、直線上原子配置12の両端に位置する原子16と原子18は、円周上原子配置14中では互いに隣接して配置され、且つ、互いの間隔には、3次元原子配置10の連続する単位格子間で隣接する原子同士の間隔が反映されている。従って、直線上原子配置12を円周上原子配置14とすることで、連続する単位格子間の原子配置の関係、すなわち、結晶構造における原子配置を把握することが可能になる。   In this way, the atomic arrangement 14 on the circumference is displayed based on the standardized projection length q. Therefore, one round of the circle in which each atom is arranged and the atomic arrangement in the projection direction of the three-dimensional atomic arrangement 10 are displayed. One repeating unit corresponds. Accordingly, the atoms 16 and atoms 18 located at both ends of the linear atom arrangement 12 are arranged adjacent to each other in the circumferential atom arrangement 14, and the three-dimensional atom arrangement 10 is continuous with each other. The distance between adjacent atoms between unit lattices is reflected. Therefore, by setting the atomic arrangement 12 on the straight line to the atomic arrangement 14 on the circumference, it is possible to grasp the relation of atomic arrangement between continuous unit lattices, that is, the atomic arrangement in the crystal structure.

以上から、結晶構造を単位格子における(100)面と平行な方向から見たときの原子同士の間隔(粗密の度合い)を、円周上原子配置14の原子間隔に反映させることができる。すなわち、結晶構造中の原子の空間的な粗密の度合いを容易に把握することができ、これよって、結晶面の特性を容易に予測可能とする円周上原子配置を表示することができる。   From the above, the distance between atoms (degree of density) when the crystal structure is viewed from a direction parallel to the (100) plane in the unit cell can be reflected in the atomic distance of the atomic arrangement 14 on the circumference. That is, it is possible to easily grasp the degree of spatial density of atoms in the crystal structure, thereby displaying the atomic arrangement on the circumference that makes it possible to easily predict the characteristics of the crystal plane.

さらに、原子を円周上に配置する際の円の半径Rを、単位距離d(100)とすることで、該円の円周に3次元原子配置10中の(100)面の面間隔が反映される。このため、円周上原子配置14における各原子の間隔と、3次元原子配置10における各原子の間隔との対応がより明確となる。すなわち、結晶構造中の原子の空間的な粗密の度合いをより明確に円周上に反映した円周上原子配置14を表示することが可能となる。 Furthermore, by setting the radius R of the circle when the atoms are arranged on the circumference to be a unit distance d (100) , the spacing between the (100) planes in the three-dimensional atom arrangement 10 on the circumference of the circle is reduced. Reflected. For this reason, the correspondence between the interval of each atom in the circumferential atom arrangement 14 and the interval of each atom in the three-dimensional atom arrangement 10 becomes clearer. That is, it is possible to display the atomic arrangement 14 on the circumference that more clearly reflects the degree of spatial density of the atoms in the crystal structure on the circumference.

上記の計算は、例えば、プログラム化してハードディスクドライブ等の演算手段に格納しておけばよい。そして、該演算手段に対し、物質名ないし化学式を入力して上記の円周上原子配置を表示する対象物質を示したとき、該演算手段は、単位格子の各原子の原子座標(x,y,z)を格納したデータベースにアクセスし、その座標情報を取り出す。   For example, the above calculation may be programmed and stored in a calculation means such as a hard disk drive. When the object name or chemical formula is input to the calculation means to indicate the target substance whose atomic arrangement on the circumference is displayed, the calculation means stores the atomic coordinates (x, y) of each atom of the unit cell. , Z) is accessed to retrieve the coordinate information.

さらに、該演算手段にミラー指数を入力すると、該演算手段が上記式(1)〜(7)の計算を実施し、ディスプレイに円周上原子配置を表示する。   Further, when the Miller index is input to the calculation means, the calculation means performs the calculations of the above formulas (1) to (7) and displays the atomic arrangement on the circumference on the display.

この際には、原子の種類毎に相違した色が表示されるようにすることが好ましい。これにより、相違する原子が同座標となり互いに重なり合って表示される場合であっても、如何なる原子が当該座標に位置するのかを認識することが容易となる。   In this case, it is preferable that different colors are displayed for each type of atom. This makes it easy to recognize what atoms are located at the coordinates even when different atoms have the same coordinates and are displayed overlapping each other.

また、ディスプレイに表示される円周上原子における配置各原子に対応するシンボルの大きさは、各原子の原子半径ないしイオン半径(原子半径等)に対応していることが好ましい。すなわち、原子半径等が大きい原子は大径な円、小さい原子は小径な円として表示すればよい。このことも、相違する原子が同座標となり互いに重なり合って表示される場合において、如何なる原子が当該座標に位置するのかを認識することを容易にする。好適には、原子半径等と、表示される円の直径とを相似とする。   Moreover, it is preferable that the size of the symbol corresponding to each arranged atom in the atoms on the circumference displayed on the display corresponds to the atomic radius or ion radius (such as atomic radius) of each atom. That is, atoms with a large atomic radius or the like may be displayed as a large circle, and small atoms may be displayed as a small circle. This also facilitates recognizing what atoms are located at the coordinates when different atoms are displayed with the same coordinates and overlapping each other. Preferably, the atomic radius or the like is similar to the displayed circle diameter.

原子半径ないしイオン半径は既知である。従って、演算手段が、物質名ないし化学式が入力されたとき、原子半径等を格納したデータベースにアクセスし、そのイオン半径値を取り出すようにすれば、各原子に対応するシンボルの大きさ、例えば円の場合の直径を、各原子の原子半径等に容易に対応させることができる。   The atomic radius or ionic radius is known. Therefore, if the calculation means accesses the database storing the atomic radii when the substance name or chemical formula is inputted, and extracts the ionic radius value, the symbol size corresponding to each atom, for example, a circle The diameter in this case can easily correspond to the atomic radius of each atom.

なお、図1〜図3においては、便宜上、原子の種類ごとに線種を相違させることで別種の原子であることを示している。   In FIG. 1 to FIG. 3, for convenience, different types of atoms are shown by different line types for each type of atoms.

次に、図1、図4及び図5を参照しつつ、(010)面の法線ベクトル方向を射影方向(図1の単位格子ベクトルbの方向)とする場合について説明する。なお、(010)面の単位距離d(010)は6.0096Åである。 Next, the case where the normal vector direction of the (010) plane is the projection direction (the direction of the unit cell vector b in FIG. 1) will be described with reference to FIGS. The unit distance d (010) of the (010) plane is 6.0096 mm.

(010)面についても、(100)面と同様に、各原子の位置ベクトルrを射影方向に射影する。この場合、図4に示す直線上原子配置20を得ることができる。そして、上記の式(4)〜(7)から、それぞれ各原子の規格化射影長さq、H、XY座標上における各原子のX座標及びY座標の値を求める。勿論、この計算も、演算手段によって実施することができる。算出されたH、X座標値、Y座標値をそれぞれ表3に示す。   Similarly to the (100) plane, the position vector r of each atom is projected in the projection direction for the (010) plane. In this case, the linear atomic arrangement 20 shown in FIG. 4 can be obtained. Then, from the above equations (4) to (7), the values of the X coordinate and Y coordinate of each atom on the normalized projection lengths q, H, and XY coordinates of each atom are obtained. Of course, this calculation can also be performed by the calculation means. Table 3 shows the calculated H, X coordinate values, and Y coordinate values.

Figure 0005969866
表3のX座標値及びY座標値に基づいて、XY座標上に単位格子中の各原子を配置することで、図5に示す円周上原子配置22を表示することができる。この円周上原子配置22に対しても、(010)面の法線ベクトルの方向に射影して得られたものであることを明示するラベルを付している。
Figure 0005969866
By arranging each atom in the unit cell on the XY coordinate based on the X coordinate value and the Y coordinate value in Table 3, the atomic arrangement 22 on the circumference shown in FIG. 5 can be displayed. This circumferential atomic arrangement 22 is also labeled to indicate that it is obtained by projection in the direction of the normal vector of the (010) plane.

ところで、(100)面及び(010)面のそれぞれの面間隔(単位距離d(100)、d(010))は、共通の単位格子を基準として得られる相対的な長さである。このため、上記の通り円周上原子配置14、22における円の半径Rをそれぞれ単位距離d(100)、d(010)とすることで、異なるミラー指数で表される結晶面同士の円周上原子配置14、22を直接比較することが可能となる。 By the way, the surface intervals (unit distances d (100) and d (010) ) of the (100) plane and the (010) plane are relative lengths obtained with reference to a common unit cell. For this reason, by setting the radius R of the circle in the atomic arrangements 14 and 22 on the circumference as unit distances d (100) and d (010) as described above, the circumferences of crystal planes represented by different Miller indices are obtained. It becomes possible to directly compare the upper atom arrangements 14 and 22.

さらに、図5に示すように、円周上原子配置14、22を同一のXY座標上に表示すると、同心であって半径が互いに異なる円の周上に各原子が配置されることとなる。すなわち、単位距離d(100)>d(010)であるため、円周上原子配置14の内部に、円周上原子配置22が中心を揃えて表示される。 Furthermore, as shown in FIG. 5, when the circumferential atomic arrangements 14 and 22 are displayed on the same XY coordinates, the atoms are arranged on the circumferences of circles that are concentric and have different radii. That is, since the unit distance d (100) > d (010) , the on-circumferential atom arrangement 22 is displayed with the center aligned inside the on-circumference atom arrangement 14.

これによって、円周上原子配置14、22について、互いの各原子の間隔等を容易に比較することができ、異なる複数の結晶面同士について、結晶構造中の原子の粗密の度合いを容易に比較することが可能となる。   This makes it possible to easily compare the distances between the atoms in the atomic arrangements 14 and 22 on the circumference, and easily compare the degree of atomic density in the crystal structure between different crystal planes. It becomes possible to do.

最後に、図1、図6及び図7を参照しつつ、(201)面の法線ベクトル方向を射影方向とする場合について説明する。なお、(201)面の単位距離d(201)は4.6775Åである。 Finally, the case where the normal vector direction of the (201) plane is the projection direction will be described with reference to FIGS. The unit distance d (201) of the (201) plane is 4.6775 mm.

(201)面についても、(100)面と同様に、各原子の位置ベクトルrを射影方向に射影することで、図6に示す直線上原子配置24を得ることができる。そして、上記の式(4)〜(7)から、それぞれ各原子の規格化射影長さq、H、XY座標上における各原子のX座標及びY座標の値を求める。勿論、この計算も、演算手段によって実施することができる。算出されたH、X座標値、Y座標値をそれぞれ表4に示す。   For the (201) plane, similarly to the (100) plane, by projecting the position vector r of each atom in the projection direction, the linear atomic arrangement 24 shown in FIG. 6 can be obtained. Then, from the above equations (4) to (7), the values of the X coordinate and Y coordinate of each atom on the normalized projection lengths q, H, and XY coordinates of each atom are obtained. Of course, this calculation can also be performed by the calculation means. Table 4 shows the calculated H, X coordinate values, and Y coordinate values.

Figure 0005969866
表4のX座標値及びY座標値に基づいて、XY座標上に単位格子中の各原子を配置することで、図7に示す円周上原子配置26を表示することができる。この円周上原子配置26に対しても、(201)面の法線ベクトルの方向に射影して得られたものであることを明示するラベルを付している。
Figure 0005969866
By arranging each atom in the unit cell on the XY coordinate based on the X coordinate value and the Y coordinate value in Table 4, the atom arrangement 26 on the circumference shown in FIG. 7 can be displayed. This circumferential atomic arrangement 26 is also labeled so as to be obtained by projecting in the direction of the normal vector of the (201) plane.

図5における円周上原子配置22と同様に、図7についても、円周上原子配置14と同一のXY座標上に円周上原子配置26を表示している。これによって、円周上原子配置14、22、26のそれぞれの各原子の間隔等を容易に比較することができる。   Similar to the atomic arrangement 22 on the circumference in FIG. 5, the atomic arrangement 26 on the circumference is displayed on the same XY coordinates as the atomic arrangement 14 on the circumference in FIG. 7. This makes it possible to easily compare the intervals between the respective atoms in the circumferential atomic arrangements 14, 22, and 26.

このようにして得られた円周上原子配置14、22、26のそれぞれの原子間隔から、結晶構造を(100)面、(010)面、(201)面と平行な方向から見たときの原子の空間的な粗密の度合いを把握することができる。従って、これらの円周上原子配置14、22、26に基づいて、結晶性固体の如何なる原子間を切断すれば、所望の特性を有する結晶面が得られるかについて、大凡の見当を付けることができる。   When the crystal structure is viewed from a direction parallel to the (100) plane, the (010) plane, and the (201) plane from the atomic spacing of the circumferential atomic arrangements 14, 22, and 26 thus obtained, The degree of spatial density of atoms can be grasped. Therefore, based on these circumferential atomic arrangements 14, 22, and 26, it is possible to give a rough idea as to what kind of atoms in the crystalline solid can be cut to obtain a crystal plane having desired characteristics. it can.

例えば、図5に示す円周上原子配置22では、H=0.25すなわち角度θ=π/2に配置された複数個の原子28と隣接する原子との間隔、及びH=0.75すなわち角度θ=3π/2に配置された複数個の原子30と隣接する原子との間隔が、他の原子同士の間隔に比して広い。このため、原子28又は原子30を露出させるように結晶性固体を切断することで、互いの間隔が広い結晶面を表面とすることができる。   For example, in the circumferential atomic arrangement 22 shown in FIG. 5, H = 0.25, that is, the distance between a plurality of atoms 28 arranged at an angle θ = π / 2 and adjacent atoms, and H = 0.75, The distance between a plurality of atoms 30 arranged at an angle θ = 3π / 2 and adjacent atoms is wider than the distance between other atoms. For this reason, by cutting the crystalline solid so as to expose the atoms 28 or 30, crystal surfaces having a wide interval can be used as the surface.

このように互いの間隔が広い結晶面では相互作用が小さいため、表面エネルギも小さいことが予測される。すなわち、計算科学によって、表面エネルギが小さい結晶面を探索する場合、原子28又は原子30を露出させる結晶面を計算対象として選択することができる。   As described above, since the interaction is small in the crystal planes having a wide interval, the surface energy is also expected to be small. That is, when searching for a crystal plane having a small surface energy by computational science, a crystal plane that exposes the atoms 28 or 30 can be selected as a calculation target.

また、例えば、結晶性固体の切断後に結晶構造中の原子配置の対称性を高くすることが可能な結晶面を検出する場合、原子28及び原子30を共に露出させる結晶面か、H=0すなわち角度θ=0に配置された原子32、及びH=0.5すなわち角度θ=πに配置された原子34を共に露出させる結晶面を計算対象として選択すればよいと判断される。   Further, for example, when detecting a crystal plane capable of increasing the symmetry of the atomic arrangement in the crystal structure after cutting the crystalline solid, the crystal plane exposing both the atoms 28 and 30 or H = 0, It is determined that a crystal plane that exposes both the atom 32 arranged at the angle θ = 0 and the atom 34 arranged at H = 0.5, that is, the angle θ = π, should be selected as a calculation target.

さらに、図5及び図7に示すように、円周上原子配置14、22に比して、円周上原子配置26では、各原子間隔が狭いことが分かる。すなわち、結晶構造を(100)面及び(010)面と平行な方向から見た場合に比して、(201)面と平行な方向から見た場合の方が、結晶構造中の原子が空間的に密である。   Further, as shown in FIGS. 5 and 7, it can be seen that the atomic spacing is smaller in the circumferential atomic arrangement 26 than in the circumferential atomic arrangement 14 and 22. That is, when the crystal structure is viewed from the direction parallel to the (201) plane as compared to the direction viewed from the direction parallel to the (100) plane and the (010) plane, atoms in the crystal structure are more space. Dense.

また、結晶性固体の切断後に結晶構造中の原子配置の対称性を高くすることが可能な結晶面を検出する場合、H=0すなわち角度θ=0に配置された原子36、及びH=0.5すなわち角度θ=πに配置された原子38を共に露出させることが可能な結晶面を計算対象として選択すればよいと認識される。   Further, when detecting a crystal plane capable of increasing the symmetry of the atomic arrangement in the crystal structure after cutting the crystalline solid, the atom 36 arranged at H = 0, that is, the angle θ = 0, and H = 0 .5, that is, a crystal plane capable of exposing both atoms 38 arranged at an angle θ = π may be selected as a calculation target.

本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention.

例えば、円周上原子配置14、22、26中の各原子にラベルを付すことは必須ではなく、割愛するようにしてもよい。また、ラベルを付す位置や個数についても適宜設定すればよく、特に限定されるものではない。   For example, it is not essential to label each atom in the circumferential atomic arrangements 14, 22, and 26, and may be omitted. Also, the position and number of labels to be attached may be set as appropriate and are not particularly limited.

また、上記した実施形態では、円周上原子配置14に対して円周上原子配置22、26を同心円状に表示したが、円周上原子配置14、22、26は互いに比較しやすいように表示すればよく、例えば、円周上原子配置14、22、26をそれぞれ隣り合うように表示してもよい。   In the above-described embodiment, the circumferential atomic arrangements 22 and 26 are displayed concentrically with respect to the circumferential atomic arrangement 14, but the circumferential atomic arrangements 14, 22, and 26 are easy to compare with each other. For example, the circumferential atomic arrangements 14, 22, and 26 may be displayed adjacent to each other.

10…3次元原子配置 12、20、24…直線上原子配置
14、22、26…円周上原子配置
16、18、28、30、32、34、36、38…原子
10 ... Three-dimensional atom arrangement 12, 20, 24 ... Straight line atom arrangement 14, 22, 26 ... Circumferential atom arrangement 16, 18, 28, 30, 32, 34, 36, 38 ... atoms

Claims (3)

コンピュータを使用して、単位格子中の3次元原子配置を円周上原子配置に変換してディスプレイに表示する原子配置の表示方法であって、
前記コンピュータが備える演算手段が、単位格子中の各原子の位置ベクトルを、ミラー指数{lmn}で表される結晶面の法線ベクトルの方向へ射影することにより直線上原子配置を得るとともに、前記位置ベクトルの射影長さを、前記単位格子の原点と前記結晶面との間の距離を用いて、それぞれ規格化することにより規格化射影長さを求めるステップと、
前記演算手段が、前記規格化射影長さに基づいて、前記直線上原子配置中の各原子を円の周上に配置することにより得た前記円周上原子配置を、前記ディスプレイに表示するステップと、
を有することを特徴とする原子配置の表示方法。
A method for displaying an atomic arrangement in which a computer is used to convert a three-dimensional atomic arrangement in a unit cell into a circumferential atomic arrangement and display it on a display ,
The computing means included in the computer obtains an atomic arrangement on a straight line by projecting the position vector of each atom in the unit cell to the direction of the normal vector of the crystal plane represented by the Miller index {lmn}, and Obtaining the projected length of the position vector by normalizing the projected length of the position vector by using the distance between the origin of the unit cell and the crystal plane, respectively;
A step of displaying, on the display, the atomic arrangement on the circumference obtained by arranging the atoms in the atomic arrangement on the straight line on the circumference of the circle based on the normalized projection length by the computing means; When,
A method for displaying an atomic arrangement characterized by comprising:
請求項1記載の表示方法において、
前記円周上原子配置を表示するステップでは、前記円の半径Rを前記距離に相当する長さとし、且つ前記規格化射影長さの整数部分以外の値を2πに乗じた角度をθとして、前記直線上原子配置中の各原子をX=Rcosθ、Y=Rsinθで表される位置座標(X,Y)上に配置することにより前記円周上原子配置を表示することを特徴とする原子配置の表示方法。
The display method according to claim 1,
In the step of displaying the atomic arrangement on the circumference, the radius R of the circle is a length corresponding to the distance, and an angle obtained by multiplying a value other than the integer part of the normalized projection length by 2π is θ, The atomic arrangement on the circumference is displayed by arranging each atom in the arrangement of atoms on a straight line on position coordinates (X, Y) represented by X = R cos θ and Y = R sin θ. Display method.
請求項2記載の表示方法において、
任意のミラー指数{lmn}で表される結晶面から得られた円周上原子配置と、別の任意のミラー指数{lmn}で表される結晶面から得られた別の円周上原子配置とを同心円として表示することを特徴とする原子配置の表示方法。
The display method according to claim 2,
An arrangement of atoms on the circumference obtained from a crystal plane represented by an arbitrary Miller index {lmn} and an arrangement of atoms on a circumference obtained from a crystal plane represented by another arbitrary Miller index {lmn} Is displayed as a concentric circle.
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