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adf:dftbmdexample

这是本文档旧的修订版!


使用DFTB-MD模拟银表面甲醇分子吸附的动力学过程

DFTB-MD适用于三维、二维、一维周期性体系,本例是一个二维体系。本例包含32个银原子,一个甲醇分子,使用精确度较高的SCC-DFTB方法,模拟步数为3000步,在双核Mac Book Pro计算耗费时间约为19分钟。

建模

点击ADFinput右上角的🔍符号,输入silver,搜索软件自带的Ag晶体。

点击ADFinput窗口底部的四边形按钮(该按钮用于切割表面),作为演示,我们设置切面米勒指数为111,厚度为2层。切出这个表面之后,体系的周期性变成了二维,原子沿着xy平面无限延伸,z方向上下为半无限大的真空,因此Main面板中Periodicity自动变为Slab(Bulk为三维周期性,Chain为一维周期性)。

现在这个二维单胞里面,有2个原子。我们希望做一个大一些大超胞,例如4*4:点击ADFinput窗口底部大❄️状按钮 → Generate Super Cell → 对角线上两个数字修改为4(BAND也支持非整数超胞,点击Preset即可选择)。

这样就得到一个单胞包含32个银原子的二位无限大银薄膜。在表面画一个甲醇分子,并将模块从BAND切换到DFTB。

参数设置

如下图:

点击Task:Molecular Dynamics后面的省略号图标,可以对分子动力学进行详细设置,例如:设置模拟3000步,步长为0.25fs,每个30步保存一次原子轨迹,这里我们设置NVT系综,因此可以设定温度,体系的初始温度设为300K:

ADF、BAND、MOPAC模块也可以做这种分子动力学模拟,参数设置类似,不同模块仅仅在这个Main窗口参数设置有差别。其他地方都一样。

然后点击Thermostat后面的省略号图标,可以设置NVT系综的详细参数。如果我们选择NPT系综,则可以点击Barostat后面的省略号,设置压强等信息。这里我们使用NVT系综,可以选择控温算法Berendsen,允许体系随机高温震荡1fs,这里随机震荡主要是增大体系的初始随机性。也可以设置的更长一些,例如10fs。

如果我们希望模拟过程中,温度有所变化,有升温、保温、降温的过程,则可以通过点击上图中的➕来实现:

上图表示,0-1000步时,温度从300K逐渐升温到700K,接下来2000步,保温在700K,再接下来2000步,从700K降温到300K,如果总步数大于上述步数之和,则后面的steps都维持在300K。用户可以根据需要,灵活设定。

本例中,只是使用最简单的恒温300K。

保存并提交任务。

结果查看

SCM LOGO → Movie,点击窗口底部的播放按钮,可以看到原子的运动轨迹:

补充说明:

ADF、BAND、MOPAC模块,均有分子动力学功能,分别使用无边界(外部为无限大真空)DFT、周期性边界条件的DFT、半经验量子化学方法作为计算引擎。分子动力学相关参数设置与上面DFTB类似,设置方式也是一致的。只是不同计算引擎自身,有不同的计算参数(在Main窗口设置,具体可以参考各自计算引擎的参数设置方法,一般而言,分子动力学模拟需要的精度远低于平时性质计算所需精度,基组、泛函、数值精度等,不需要设置很高)

adf/dftbmdexample.1572589545.txt.gz · 最后更改: 2019/11/01 14:25 由 liu.jun

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