今天分享的内容是如何运用matlab编程实现晶胞结构示意图绘制。

一、前期准备工作（晶体基础知识+晶胞结构参数获取）

晶体（crystal）即是物质的质点（分子、原子、离子）在三维空间作有规律的周期性重复排列所形成的物质。

晶胞分为元胞和超胞，元胞是指晶体结构最小重复单元，超胞是原胞的扩展，比如3*3*3，2*2*2等，扩展而成新的重复单元。

元胞是晶体结构最小重复单元，如果确定描述元胞的所有特性参数，我们就可以准确的绘制元胞，再通过元胞复制扩展，从而实现任意尺寸晶胞的绘制。

那么，元胞完整特性参数包括如下图所示，一个完整晶胞包括两部分：晶胞骨架+晶胞中分布原子（分子或离子）。

晶胞骨架可以通过6个晶胞参数进行完整描述，分别是晶胞三个维度方向长度a，b，c，以及相邻维度方向之间夹角alpha，beta，gamma。

晶胞中原子位置由晶体点群对称性决定，例如NaCl型晶胞属于Fm3m点群，Cl－构成面心立方，Na+填充在所有的正八面体空隙，在氯化钠晶体中,每个氯离子的周围都有6个钠离子,每个钠离子的周围也有6个氯离子。对于多数晶体，准确描述晶体中每一个原子的具体位置是一件很复杂事情。

为了方便获取晶体的结构信息，在这里给大家分享两个重要网站。这里Crystallographic Information File，简称CIF。

a、 CCDC-剑桥晶体数据库（CSD）    剑桥晶体数据中心（The Cambridge Crystallographic Data Centre ，CCDC)编制、发行的The Cambridge Structural Database (CSD)是一个管理有效、内容丰富的小分子有机物和金属有机化合物晶体结构的世界仓储，目前包含从X-射线到中子衍射分析的近百万个条目。

CCDC-剑桥晶体数据库（CSD）网址  https://www.ccdc.cam.ac.uk/

b、 ICSD-无机晶体数据库（ICSD）     ICSD（Inorganic Crystal Structure Database）是世界上最大的结构完全确定的无机晶体结构数据库，由德国FIZ Karlsruhe出版发行，每年春、秋季各更新一次。

ICSD-无机晶体数据库（ICSD）网址 https://icsd.fiz-karlsruhe.de/

简单认识一下CIF文件中内容，CIF文件可以直接用TXT记事本打开，CIF文件中记录晶体结构信息主要包括以下几个部分：晶胞参数，对称等效位置，简并原子位置。这里需要注意一点，需要将简并原子位置参数代入到对称等效位置，获得所有原子位置，再根据对应晶体点群类型，做进一步位置变换，删除其中超出元胞的原子位置，就可以获得晶胞中所有原子的位置参数，结合晶胞结构参数，就可以绘制晶体结构示意图了。