ADF教程：如何进行势能面扫描

激光扫描测绘技术的使用方法激光扫描测绘技术近年来逐渐受到广泛关注和应用。

本文将介绍激光扫描测绘技术的基本原理和使用方法，并探讨其在不同领域的应用。

一、激光扫描测绘技术的基本原理激光扫描测绘技术是利用激光束的反射原理进行测量的一种先进技术。

它的基本原理是通过发射激光束，将其照射到目标物上，并利用接收器接收目标物表面反射回来的激光束，根据激光传播的光速和接收器接收到激光束的时间差，计算出目标物的坐标位置和距离信息。

二、激光扫描测绘技术的使用方法主要包括以下几个步骤：1. 设定扫描区域和扫描参数：首先，根据实际测绘需求，确定扫描的区域范围和扫描参数，例如扫描范围、扫描速度、扫描分辨率等。

2. 安装激光扫描仪并进行校准：将激光扫描仪安装在合适的位置，并进行仪器的校准工作。

校准包括水平校准和垂直校准，确保仪器的测量结果准确可靠。

3. 扫描目标物并获取数据：启动激光扫描仪开始扫描操作，根据设定的扫描参数，激光仪器会自动扫描目标物，并获取目标物表面的点云数据。

4. 数据处理和分析：将获取到的点云数据导入相关的软件平台，进行数据处理和分析。

常见的数据处理方法包括点云配准、滤波处理、拓扑分析等。

5. 生成结果和报告：根据实际需要，将处理后的数据生成测绘结果和报告。

这些结果和报告可以用于土地规划、建筑设计、文物保护等领域。

三、激光扫描测绘技术的应用领域激光扫描测绘技术在许多领域得到了广泛的应用：1. 土地测绘和规划：激光扫描测绘技术可以高效地获取地表地貌信息和地物分布情况，为土地的规划和设计提供准确的数据支持。

2. 建筑设计与工程施工：利用激光扫描测绘技术可以对建筑物进行三维建模和测量，为建筑设计和施工提供精确的空间数据。

3. 遗址保护与文物修复：激光扫描测绘技术可以快速获取文物和遗址的三维几何信息，为文物保护和修复提供重要参考。

4. 自动驾驶和智能导航：激光扫描测绘技术在自动驾驶和智能导航系统中被广泛应用，它可以实时感知周围环境，为智能车辆提供准确的空间信息。

关于扫描混合的使用方法扫描混合需要单个轨迹(“原始轨迹”)和多个截面。

要定义扫描混合的“原始轨迹”，可草绘一个曲线，或选取一条基准曲线或边的链。

在“原始轨迹”上的指定段顶点或基准点处，必须草绘要混合的截面。

要确定截面方向，可指定关于z 轴的旋转角，或使用“选出X 向量”(Pick XVector) 或“垂直于曲面”(Norm to Surf) 选项，或者同时使用两者。

限制如下：截面不能位于“原始轨迹”的尖角处。

对于闭合轨迹轮廓，必须在起始点和至少一个其它位置上草绘截面。

Pro/ENGINEER 使用端点处的第一个截面。

对于开放轨迹轮廓，必须在起始点和终止点创建截面。

不能跳过这些点处截面的放置。

不能标注截面至模型的尺寸，因为修改轨迹时，会使这些尺寸无效。

不能选取一条复合基准曲线来定义扫描混合的截面(“选取截面”)。

而是必须选取一条确定复合曲线的底层基准曲线或边。

如果选择“枢轴方向”(Pivot Dir) 和“选取截面”(Select Sec)，那么所有选取的截面，必须位于和枢轴方向平行的平面上。

通过使用面积控制曲线以及通过控制截面间特征的周长，可以控制扫描和混合的几何。

面积控制曲线表示“原始轨迹”上选定位置处，扫描混合横截面的准确面积。

可在“原始轨迹”上添加或删除点，这些点位置处将指定扫描混合的截面面积。

也可在用户定义的点处，改变控制曲线值。

下表列出了不同截面扫描和扫描混合的共同术语。

选项定义垂直于原始轨迹截面平面在整个长度上保持垂直于“原始轨迹”。

普通的扫描行为与此类似。

轴心方向必须选取两个轨迹，来决定该截面的位置和方向。

“原始轨迹”决定沿该特征长度的截面原点。

在沿该特征长度上，该截面平面保持与“法向轨迹”垂直。

垂直于轨迹(Norm To Traj)沿“轴心方向”看去，截面平面保持与“原始轨迹”垂直。

截面的向上方向保持与“轴心方向”平行。

创建垂直于轨迹原点的扫描混合单击“插入”(Insert)>“钣金件壁”(Sheetmetal Wall)>“不连接”(Unattached)>“扫描混合”(Swept Blend)。

乙烷及乙烷取代物绕C-C键旋转势能面扫描方法步骤：（内坐标法scan）：1.同上用gaussianview做输入文件：分别构建乙烷，乙醇，乙二醇分子，保存为11.gjf 12.gjf 13.gjfG03输入文件格式。

2.修改gaussianview生成的内坐标：分别用gaussianview打开11.gjf 12.gjf 13.gjf并显示原子编号，根据图像对应坐标修改，使其只有一个二面角的改变可引起乙烷两个甲基相对旋转。

如下所示乙烷；0 1CH 1 B1H 1 B2 2 A1H 1 B3 3 A2 2 D1C 1 B4 4 A3 3 D2H 5 B5 1 A4 4 D3H 5 B6 1 A5 4（6）D4H 5 B7 1 A6 4（7 ）D5B1 1.07000000B2 1.07000000B3 1.07000000B4 1.54000000B5 1.07000000B6 1.07000000B7 1.07000000A1 109.47120255A2 109.47121829A3 109.47121829A4 109.47120255A5 109.47120255A6 109.47123134D1 -120.00000060D2 120.00003407D3 179.98890060D4 59.88891539 （115.）D5 179.88890799 （115.）然后进行正常优化和频率分析(#hf/3-21g opt freq )。

3.建立扫描文件：同前判断11.OUT .12.OUT 13.OUT优化结果，2个normal4个yes,无虚频。

然后分别在11.OUT .12.OUT 13.OUT中找到Final structure in terms of initial Z-matrix:把对应坐标粘贴建立扫描文件11scan.gjf.12scan.gjf.13scan.gjf。

4. 扫描结果;用Summary of the potential surface scan处所对应的SCF值和步数origin6.0作图。

AFM操作使用说明智能成像模式（ScanAsyst Mode）一、开机1. 确认实际电压与系统设定的工作电压相符合，确认所有的线缆都已正确连接。

确保操作环境符合要求且防震台处于正常工作状态；2. 打开计算机主机、显示器和光源；3. 打开控制器。

注意：对于运行Windows XP的系统，开机顺序必须是先打开计算机主机，再打开控制器。

二、安装样品和探针1. 安装样品：将固定在铁片上的样品放入带有磁性的样品台中心，使其吸住铁片和样品。

然后通过搬动进动开关【up】/【down】来升起和降低探针的高度。

通常应使样品的上表面不明显高于Head上的支点顶部，以防止安装Holder时探针直接压到样品表面上而损坏探针；2.安装探针：将探针安装在Holder上。

安装时，把Holder翻转放在桌面上，轻轻下压，使里面凹槽的金属片微微上翘。

随后装入探针，并松手使金属片压紧探针。

安装完探针后将Holder卡在Head突出的支点上摆放平稳，然后拧紧Head背面的固定旋钮。

注意：在升降样品台的高度前，一定要先抬起显微镜镜头，以免在升降过程中撞到镜头。

三、启动软件1. 双击桌面【Nanoscope】软件图标；2. 进入实验选择界面，根据实验方案，按照界面所示进行选择，第一步选择实验方案【ScanAsyst】，第二步选择实验环境【ScanAsyst in Air】，第三步选择实验具体操作模式【ScanAsyst in Air】；3. 结束上述步骤后，单击界面右下方图标【Load Experiment】，进入具体实验设置界面。

四、调节激光1. 在软件中左侧点击【Setup】，找到图像窗口；2. 调节光学显微镜镜头位置，自上而下调节可分别看清探针、样品3. 聚焦到针尖下的样品表面（找一个脏点聚焦；如果样品很干净，找样品边缘聚焦）, 使样品成像清晰；4.将基座右侧的【up】/【down】开关拨到【down】，使探针逐渐接近样品表面，待悬臂基本清晰后停止；注意：一定不能完全清晰，否则会撞到针尖。

工程测量中激光扫描技术的使用教程分享激光扫描技术是一种利用激光束扫描目标物体表面，通过采集激光点云数据来实现测量和建模的先进技术。

它在工程测量和建筑设计领域得到了广泛应用。

本文将为大家详细介绍激光扫描技术的使用教程，包括仪器的准备、扫描过程中的注意事项以及数据处理与应用。

一、仪器的准备1. 激光扫描仪：选择适合任务要求的激光扫描仪，包括便携式激光扫描仪和站立式激光扫描仪。

便携式激光扫描仪适用于室内外测量和封闭空间，而站立式激光扫描仪适用于大尺寸室内或室外场景。

2. 三脚架：确保激光扫描仪的稳定性，选择合适的高度和稳定性的三脚架，使仪器可以在工程现场平稳地运行。

3. 参考标记：在测量过程中使用参考标记，如球形标记或板状标记，帮助仪器进行坐标系统的对准和校正。

二、扫描过程中的注意事项1. 制定扫描计划：根据任务需求，制定合理的扫描计划，包括确定扫描区域、扫描路径和扫描密度等。

在计划中考虑到物体的形状、光线条件和环境因素，以确保扫描结果的准确性。

2. 准备工程场地：在进行扫描之前，确保工程场地的无障碍性和安全性。

尤其对于室外场景，需要考虑天气状况和环境噪声。

3. 调整扫描参数：根据物体的特点和要求，调整激光扫描仪的参数，包括激光功率、扫描速度和扫描角度。

根据需求选择不同的扫描模式，如全景扫描、网格扫描或轮廓扫描。

4. 确保数据采集的完整性：在扫描过程中，保持扫描仪的稳定性并保持稳定的光照条件。

避免遮挡或错位的情况发生，并确保扫描的覆盖度和重叠度足够以获得完整的点云数据。

三、数据处理与应用1. 数据导出与备份：扫描完成后，将采集到的点云数据导出到计算机中，并设置数据备份，以防止数据丢失或损坏。

2. 数据配准和对齐：如果进行多次扫描，使用配准算法将不同扫描位置的点云数据进行对齐，以获得一致的坐标系统。

3. 三维模型生成：通过将点云数据进行处理和重建，生成三维模型。

可以使用点云软件或CAD软件进行模型的编辑和优化。

AFM 的使用方法初稿撰写初稿撰写：：马进一、实验设备的准备a) 取下扫描头的保护盖。

用吹气球吹去扫描头上的灰尘。

b) 将扫描头取下平台架，翻转后放置在桌上，安装遮光盖。

c) 接下来是设备准备最重要的一步，即把感应片安装在扫描头上。

感应片上装有探针，该探针极细，一碰即断，故要非常小心，第一次安装感应片的用户请先用废感应片（头部无针尖）练习。

感应片背面有凹槽，与扫描头上的凸起相吻合。

d) 用金融棒将夹片压起，将感应片恰好放入即可。

e)取下遮光盖，SENSOR上的ON指示灯亮，说明感应片安装成功。

二、 样品测量1样品放置1.1为防止扫描过程中样品移动，应选择稳定的平台，将样品用双面胶固定于其上。

再将扫描头翻回来放在样品上。

注意，要将三个螺丝拧出足够长，以免针尖碰到样品。

1.2较小的样品最好粘放在样品台上，然后吸附在平台架上，再将扫描头的三根螺丝放置在平台架的三个凹槽中。

同样注意要将三个螺丝拧出足够长。

2利用软件获得图象2.1进针2.1.1通过扫描头上的放大镜可以观察针尖与样品之前的距离。

如果样品表面反光，可观察针尖与像之间的距离。

2.1.2如图旋转两螺丝，同时从放大镜中仔细观察针尖与样品的距离，当该距离很小时停止进针。

注意，旋转时切勿用力压扫描头，以免压翻将针头碰坏，为此手进针时可用中指压着扫描头。

2.1.3打开Approach Panel，点击Approach，进针成功后，会出现对话框提示。

2.2扫描图象进针成功后，将自动开始扫描。

的操作：：Scan Panel的操作2.2.1点击Full可使Z-Range和ScanRange都变为最大。

在LineView中，观察波形是否水平，若不水平，调整X-Slope使该方向水平，再将Rotation设为90，调整Y-Slope使该方向水平，最后将Rotation调回0。

2.2.2较大的ScanRange可以让用户选择需要的区域进行扫描。

点击Zoom即可出选择区域的箭头和Tool Info Panel，选择一个合适大小的区域，双击后即可将选区域放大。

ADF搜索过渡态典型案例以F2与CH4的反应作为案例来阐释ADF搜索过渡态的计算过程（文件的下载，见费米科技官网WIKI相同内容文章内有下载链接）。

ADF搜索过渡态一般分为如下几个步骤：1.优化反应物结构；2.猜测反应路径（使用Linear Transit功能，以后简称为LT，让反应物通过某一个或两个参数的线性变化，到达产物）；3.计算Linear Transit得到的最高点（即近似的过渡态“鞍点”）的频率；4.使用Transition State Search（以后简称为TSS）功能搜索真正的精确的过渡态；5.计算TSS得到的过渡态的频率，校验是不是有且仅有一个虚频，并且该虚频对应的振动模式分别向反应物、产物方向振动；6.从过渡态的虚频沿着正负方向振动一帧（或三帧）分别得到倾向反应物和产物的结构，分别优化之，分别得到反应物和产物的稳定结构，并与一开始设想的反应物、产物结构对比，从而确定是单步反应还是多步反应。

1，优化反应物结构：这一步，如果对化学反应有很好的直观感觉，其实可以省略。

例如本例中，直接跳过了该步。

本例中反应物是CH4和F2作为一个超分子来优化，因此要考虑F2的进攻位点等因素。

优化方式可以参考费米科技官网WIKI。

2，猜测反应路径：这一步，对化学直观经验和感觉的要求较高，主要的技术含量也在这里。

猜测的好，计算就不费力气，猜测的不好，就会导致无用的计算太多。

在本例中，我们猜测F2进攻CH4的姿态如下图：我们猜测整个反应发生的过程，是H-F距离和C-F距离同时缩短。

缩短到多少呢？严格的说应该分别优化CH3F和HF才去设置，但事实上，我们只关心鞍点的位置，因此只要末态的键长不太离谱就可以了。

在本例中，我们假定H-F键长和C-F键长分别从现在的值变为0.95和1.20，经过十步完成这个变化。

LT的作用，就是分别在限定这两个键长分别为10个等间距值的情况下，进行几何结构优化！对应的下载的文件名为“LT”。

如何优化分子的几何结构-ADF此处以氧气分子举例：优化中性O2分子：1，参数设置注意，O2的基态是三重态（两个电子未配对），因此Spin Polarization设为2。

因为O2很小因此为了省事，直接把优化的基组设置成了TZP，实际上分子比较大的时候设置为DZP更好（省时间），然后优化结束之后，再计算single point即可。

本例中对总能量很感兴趣，因此PBE的效果会好于B3LYP。

在ADFinput分别点击file-save，file-run，即运行计算。

2，结果查看计算结束后，查看总能量：注意：优化过程会不断地计算不同的分子结构，直到找到最低能量的结构为止。

收敛标准得到5个T 表示五个收敛标准都达到。

其中第二个标准最重要，一般也是最后一个达到的，第二个标准是势能面的梯度最大值。

这个标准非常严格，对于大量过渡金属参与的化学反应，过渡态搜索，有可能达不到这样严格的标准，一般到0.003左右也可以认为收敛了，可以将对应的分子结构拿来使用。

优化过程结构变化的查看：查看能量的变化：查看键长的变化：按住shift键，即可选择多个原子，如图所示，按住shift键，分别选中两个O原子，原子变为高亮，表示被选中。

然后右方出现键长变化的图，窗口下方也会出现每一步的具体键长数值。

注意：键角、二面角也是类似，选中对应的原子，然后选择上面的选项即可。

如果要将某一帧（往往需要导出最后一帧）的结构导出，可以用如下几种方式：●在movie窗口，点击file-save geometry，则将该结构保存为xyz坐标格式，供下次使用；●在movie窗口，点击file-Update Geometry In Input,则将该帧坐标更新到ADFinput窗口中。

到此优化过程完成！一般结构优化完成之后，会进行频率计算，检查是不是存在虚频。

如果存在虚频，则表示优化不精确，需要继续优化。

但这个问题在ADF一般很少出现。

因此，对于非弱键的体系，都可以省去这一步。