ADF教程:ReaxFF计算锂离子扩散系数

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最新的ADF2017在ReaxFF中增加了“通过轨迹直接计算”、“通过高温外推”两种方法,计算(致密)材料中离子扩散系数。

体系范例、流程参考文献:

ReaxFF molecular dynamics simulations on lithiated sulfur cathode materials

两种锂化琉阴极体系中锂离子的扩散系数

本教程以LixS为例,计算锂离子的扩散系数。

技能要求
  1. 熟悉ReaxFF的基本操作(参考费米维基ADF知识库
  2. 一点点命令行操作常识(需要在命令行执行2个命令处理结果,从而得到扩散系数。其中Windows系统参考:Windows如何进行ADF的命令行操作;Linux、Mac可以直接打开命令行,但前提是ADF的环境变量在当前命令行是生效的,否则找不到所使用的这些ADF内部命令)
  3. 将文本数据导入Excel表格(参考:如何从图谱中导出数据到Excel表格
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请点击此处。

教程说明
  • 第一节:从网上下载cif文件,导入ADFinput中,并Edit → Crystal → Map atoms to (0..1)适调晶格坐标,并使用NPT系综,进行低温“弛豫”的方法,优化结构
  • 第二节:生成两种不同x值的LixS无定形结构
  • 第三节:通过NVT系综进行退火:升温、迅速降温;之后用NPT系综使体系达到平衡(因为退火时,结构可能发生收缩,但由于NVT系综的晶格常数是不变的,因此这样的结构并不稳定,需要用NPT系综使其达到稳态)。教程中温度上升、下降是退火过程的结果;密度增大,是NPT模拟过程的结果
  • 第四节:这里开始,正式计算扩散系数:基于前面得到的结果,再次进行NVT计算:1600K、110000 steps、10000 non-reactive steps。注意需要加一个关键词:1 itrout,也就是itrout这个变量赋值为1。MD完成之后,进入命令行,分别执行两个命令,从而最终在生成的*.log文件中得到扩散系数
  • 第五节:外推常温下的扩散系数