materials studio中的两种坐标系
Fix Cartesian position (固定笛卡尔坐标)：将原子“钉死”在三维空间的一个绝对位置。无论晶胞（计算盒子）如何变形，这个原子都纹丝不动。
Fix fractional position (固定分数坐标)：将原子“粘”在晶胞的一个相对位置。如果晶胞变形，这个原子会按比例地跟随移动，以保持其在晶胞内的相对位置不变。
详细解释与类比
为了更直观地理解，我们用一个“可以拉伸的橡胶房间”来做类比。
晶胞 (Unit Cell) = 橡胶房间
原子 (Atom) = 房间里的一个气球
1. Fix Cartesian position (固定笛卡尔坐标)
什么是笛卡尔坐标 (x, y, z)？
这是我们最熟悉的坐标系，用绝对的长度单位（如埃，Å）来描述原子在空间中的位置。这个位置是相对于一个固定的空间原点 (0,0,0) 而言的，与“房间”本身无关。类比：
想象一下，你用一根长度和方向都固定的钢筋，从房间外的一个固定点伸进来，顶住了气球。效果：
现在，你开始拉伸或压缩这个橡胶房间（即优化晶胞）。由于钢筋是刚性的，气球会停留在原来的绝对空间位置，完全不理会墙壁（晶胞边界）的移动。截图中的 X, Y, Z 选项：
这允许你进行更精细的控制。例如，你可以只勾选 Z，表示只固定原子在 Z 方向的绝对高度，但允许它在 X-Y 平面内自由移动。在你的截图中，X, Y, Z 都被勾选，意味着这个原子在空间中被完全“冻结”。
2. Fix fractional position (固定分数坐标)
什么是分数坐标 (u, v, w)？
它用晶胞的三个边（晶格矢量 a, b, c）作为单位来描述原子的位置。一个原子的位置是 u*a + v*b + w*c。这里的 (u, v, w) 是三个 0 到 1 之间的无量纲小数，代表原子在 a, b, c 方向上所处的比例位置。例如，(0.5, 0.5, 0.5) 永远代表晶胞的体心。类比：
想象一下，你用三组有弹性的橡皮筋把气球固定在房间的正中心。一组橡皮筋连接左右墙壁，保证气球始终在左右方向的中间；另外两组分别连接前后和上下墙壁。效果：
现在，你把房间的长度拉长一倍。为了保持在“中间”这个相对位置，连接左右墙壁的橡皮筋会随之伸长，气球也必须移动到新的、更长的房间的中心点。它的绝对空间位置 (x, y, z) 改变了，但它的相对分数坐标 (0.5, 0.5, 0.5) 始终不变。
何时使用哪个？【实践指南】
这是最关键的部分，直接关系到你的计算是否有物理意义。
应该使用 Fix Cartesian position 的场景：
核心思想：当你需要一个“刚性基底”或“绝对参考”时。
表面/界面计算（你的情况！）：这是最典型的应用。当你模拟一个表面（Slab）时，你固定最底部的 1-2 层原子，是为了模拟它们是无限延伸的体相材料（Bulk）的一部分。这个“体相”应该是一个刚性的基底，不应该随着表面原子的弛豫而移动。因此，你必须使用 Fix Cartesian position 将这些基底原子**“钉死”在绝对空间中**。
应该使用 Fix fractional position 的场景：
核心思想：当你允许晶胞变化，并希望原子保持其在晶格中的高对称性相对位置时。
体材料的晶格优化：当你优化一个晶体的晶格常数时（例如，施加压力看晶胞如何收缩），你需要固定一个原子在晶胞的原点 (0, 0, 0) 以防止整个晶格在空间中漂移。在这种情况下，如果晶胞收缩，你希望这个位于原点的原子也跟着新的原点移动，所以必须用 Fix fractional position。
保持对称性：在一些高对称性的晶体中，某些原子天生就位于特殊的分数坐标位置（如体心 (0.5, 0.5, 0.5)）。在优化过程中，如果你想强制它留在这个高对称性位置上，就需要固定其分数坐标。
给你的明确建议
对于你正在进行的 Ni(111) 表面弛豫计算，毫无疑问，你应该：
选择最底部的 1-2 层原子，然后只勾选 Fix Cartesian position（及其下的 X, Y, Z）。