[发明专利]基于对共同邻近方法至多晶系推广的缺陷检索方法及系统

说明书

本发明提供的基于对共同邻近方法至多晶系推广的缺陷检索方法及系统，通过对复杂晶体结构进行精简，然后通过累计的近邻数确定分类，通过累计出现的12，14近邻数，利用已知FCC,BCC,HCP、DIAMOND其中一种结构的配位数，再采用对应的配位数进行筛选，得到有缺陷原子和无缺陷原子，然后再通过DXA方法区别出晶界面和层错界面，再利用检索出除晶界面和层错界面以外的缺陷，从而实现针对多晶系的缺陷全面检索的目的。该方法无需对算法本身进行改进，方法简单，覆盖晶系范围广。

技术领域

本发明涉及晶界分析技术领域，具体来说是一种基于对共同邻近方法至多晶系推广的缺陷检索方法及系统。

背景技术

共同近邻方法(common neighbor analysis，简称CNA)晶体的原子类型识别已经广泛使用于立方晶系及六方晶系。可由OVITO等可视化软件通过对颜色区分实现，对原子进行鉴别。但是对于其他晶系，并没有实现这种鉴别方法。

共同邻居(CNA)分析，是一种离散序参量，可以看作是一种分解的径向分布函数(RDF)对。它可以用来表征该原子近邻的局部键合网络拓扑结构和识别简单的晶体结构。此处的“键”指的是描述原子间的几何距离，如果两个原子间的距离小于截断半径R_C则称两个原子是键合的。

对于中心原子，可以找到截断半径RC中的近邻，每对近邻每对原子按如下方法命名：一组三个指数，j，k，l。第一个指数j是两个原子共有的邻域数第二个指数k是这些共同邻居之间的成键数，第三个指数l是节点的数量在由k形成的共同邻居之间成键的最长的连续链。每对都被分配了一个三元指数(jkl)，以此可以对原子类型进行判断。

如图1所示的FCC结构，其中蓝色原子为中心原子，绿色为中心原子的第一近邻原子，红色为目标原子，红色键为目标原子和中心原子的共同近邻，蓝色的键为目标原子和中心原子的共同近邻成的键。截止半径选取为第一近邻和第二近邻的一半

中心原子有12个近邻，红色原子与中心原子共享4个近邻，4个近邻中相互成键2个，所成的键没有成链，故最大键长度为1，FCC原子的12个最近邻的每个三元指数都相同，都是(4 2 1)

如图2所示的BCC结构中，其中白色原子为中心原子，红色原子为第一近邻原子，绿色原子为第二近邻原。中心原子有8个第一近邻，6个第二近邻，截止半径为Rc必须选大于第二近邻距离(2nn)，因为如果截断半径小于2nn则没有共同的近邻，因此，截断半径定在2nn和3nn和的一半

如图3所示，蓝色原子为中心原子，红色原子为目标原子，绿色原子为共同近邻原子，红色的键为共同原子的成键。对于第一近邻有8个(666)类型，红色原子与中心原子共享6个近邻，6个近邻中相互成键6个，所成的键可以成链，最大键长度为6。

如图4所示，蓝色原子为中心原子，红色原子为目标原子，绿色原子为共同近邻原子，红色的键为共同原子的成键。对于第二近邻d₂＝a有6个(444)类型，红色原子与中心原子共享4个近邻，4个近邻中相互成键4个，所成的键可以成链，最大键长度为6。

如图5的HCP结构中，其中白色原子为中心原子，红色原子为第一近邻原子。中心原子有12个近邻，有6个(4 2 1)类型，6个(4 2 2)类型，可选择截止半径

如图6(4 2 1)类型,蓝色原子为中心原子，红色原子为目标原子，绿色原子为共同近邻原子，红色的键为共同原子的成键。红色原子与中心原子共享4个近邻，4个近邻中相互成键2个，所成的键没有成链，故最大键长度为1。

如图7(4 2 2)类型，蓝色原子为中心原子，红色原子为目标原子，绿色原子为共同近邻原子，红色的键为共同原子的成键。红色原子与中心原子共享4个近邻，4个近邻中相互成键2个，所成的键有2个最长链，故最大键长度为2。