MATLAB实现的单层石墨烯晶格结构可视化系统

资 源 简 介

本MATLAB项目提供单层石墨烯的六角蜂窝状晶格二维可视化功能。用户可通过调节晶胞参数生成定制化模型，支持原子位置标注与晶格矢量显示，直观展现碳原子的周期性排列特征。

详 情 说 明

单层石墨烯晶格结构可视化系统

项目介绍

本项目基于MATLAB平台开发，专注于单层石墨烯六角蜂窝状晶格结构的二维可视化。通过精确的数学建模，系统能够生成并展示石墨烯的周期性原子排列结构，清晰呈现A、B子晶格分布、晶格矢量以及原子间键合关系，为材料科学、凝聚态物理等相关领域的研究与教学提供直观的结构分析工具。

功能特性

• 参数化建模：支持用户自定义晶格常数（默认1.42Å）、晶胞扩展倍数及原子显示半径
• 双原子子晶格区分：用红色（A子晶格）和蓝色（B子晶格）圆点明确标识两类碳原子位置
• 结构信息输出：自动计算并输出原子坐标矩阵及结构参数报告（原子总数、晶胞尺寸等）
• 交互式可视化：提供图形化界面展示完整的晶格结构，支持缩放、平移等交互操作
• 周期性边界处理：采用周期扩展算法确保大范围结构显示的完整性

使用方法

1. 参数设置：运行程序后，在输入界面指定：

- 晶格常数（碳原子间距，单位：Å） - 晶胞扩展倍数（如3×3表示扩展3行3列晶胞） - 原子显示半径（可选，调节原子点大小）

1. 结构生成：确认参数后系统自动计算原子位置并绘制结构图

1. 结果获取：

- 查看图形窗口中的晶格结构示意图 - 在命令窗口获取生成的原子坐标矩阵 - 阅读输出的结构参数统计报告

系统要求

• 软件平台：MATLAB R2018b或更高版本
• 必需工具箱：无特殊工具箱依赖，仅需基础MATLAB环境

文件说明

主程序文件集成了晶格结构生成的核心功能，包括基于石墨烯六角晶胞数学模型的坐标计算算法、周期性边界条件的处理逻辑、图形化界面的构建与交互控制，以及原子位置标记与键合关系的可视化实现。该文件通过调用内部函数模块完成从参数输入到结构绘制的全流程处理，并负责输出坐标数据与结构参数报告。