这是本文档旧的修订版!
ReaxFF-GCMC:巨正则系综蒙特卡洛模拟
建模
View - Periodic - Show Unit Cell:
点击底部四边形按钮,切出表面:
Edit - Crystal - Generate Super Cell,生成超胞3*3。
参数设置
注意Task选择GCMC,周期性这里是Slab(二维周期性,上下表面外部为半无限大真空),用户需要自行决定是否改为Bulk:
点击Molecules前面的+,可以增加一种粒子源,这里只设置一种。Molecule下拉菜单选择New Molecule,左侧窗口增加了一个,用户可以将粒子创建在该窗口中。窗口底部的Mol-1、Mol-2可以切换:
用户还需要设定:
注意:化学势的计算
这个值可以用统计力学从第一原理推导出来,或者从文献资料中的热化学表中查询。单个氧原子的化学势等于同温度压强下$O_2$化学势的1/2。化学势计算公式:
μ$_{O2}^{ref}$(T,P$_{ref}$)是$O_2$在温度T、压强P$_{ref}$下的化学势
k为波尔兹曼常数,T为温度
P是$O_2$的分压。如果只有$O_2$一种气体,那么kT*ln(P/P$_ref$)=kT*ln1=0
E$_{O2}^{diss}$是分子的解离能,也就是分子解离为原子所需的能量(正值)
结果查看
在movie中可以看到Si的氧化结果:
初始帧即为GCMC最后一步的结果。第2帧开始显示逐渐氧化的过程,最后一帧与第一帧相同。
注意
ReaxFF模块的GCMC粒子源目前只能是原子,ReaxAMS的粒子源则没有这样的限制。设置方法与ReaxFF类似。