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adf:gcmc2020

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adf:gcmc2020 [2020/11/28 16:35] – [ReaxFF-GCMC:巨正则系综蒙特卡洛模拟] liu.junadf:gcmc2020 [2024/02/05 13:06] (当前版本) – [结果查看] liu.jun
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 ======ReaxFF-GCMC:巨正则系综蒙特卡洛模拟====== ======ReaxFF-GCMC:巨正则系综蒙特卡洛模拟======
-应用案例+=====巨正则系综===== 
 +组成系综的系统与一温度为T、化学势为μ的无限大粒子源相接触,此时系统不仅与热源存在能量交换,而且可以同粒子源有粒子交换,最后温度、离子数目处于动态平衡,这种系综称巨正则系综。 
 + 
 +====应用案例====
   * [[https://www.fermitech.com.cn/ams/ams_application/reaxffhighlight201803|铂使用巨正则系综反应力场模拟铂电催化剂的氧化与失活(Small 2019, Angew. 2017)]]   * [[https://www.fermitech.com.cn/ams/ams_application/reaxffhighlight201803|铂使用巨正则系综反应力场模拟铂电催化剂的氧化与失活(Small 2019, Angew. 2017)]]
  
 本教程以Si表面的氧化为例。 本教程以Si表面的氧化为例。
  
-GCMC是AMS驱动的,各个模块使用起来,除了各个方法本身的参数(也就是Main窗口的设置)之外,其他参数设置是一样的。因此其他模块的GCMC模拟,也可以参考ReaxFF的GCMC模拟教程。+GCMC是AMS驱动的,各个模块使用起来,除了各个方法(分子体系DFT、周期边界条件DFT、MOPAC、DFTB等)本身的参数(也就是Main窗口的设置)之外,其他参数设置是一样的。因此其他模块的GCMC模拟,也可以参考ReaxFF的GCMC模拟教程。
 =====建模===== =====建模=====
  
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 ===MC化学势的计算=== ===MC化学势的计算===
  
-**原子的MC化学势:**如果粒子源是原子,那么原子的MC化学势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$O_2$的MC化学势的1/2。+**原子的MC化学势:**如果粒子源是原子,那么原子的MC化学势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<sub>2</sub>的MC化学势的1/2。
  
 O原子的MC化学势计算公式: O原子的MC化学势计算公式:
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 {{ :adf:gcmc202006.png?450 }} {{ :adf:gcmc202006.png?450 }}
  
-  * 因为$O_2$是双原子分子,所以系数为1/+  * 因为O<sub>2</sub>是双原子分子,所以系数为1/
-  * μ$_{O2}^{ref}$(T,P$_{ref}$)是$O_2$在温度T、压强P$_{ref}$下,实验测得的化学势,如果查不到化学势,可以近似使用"[[adf:ir2020]]"中的吉布斯自由能作为化学势+  * μ<sub>O2</sub><sup>ref</sup>(T,P<sub>ref</sub>)是O<sub>2</sub>在温度T、压强P<sub>ref</sub>下,实验测得的化学势,如果查不到化学势,可以近似使用"[[adf:ir2020]]"中的吉布斯自由能作为化学势
   * k为波尔兹曼常数,T为温度   * 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 +  * P是O<sub>2</sub>的分压。如果只有O<sub>2</sub>一种气体,那么kT*ln(P/P<sub>ref</sub>)=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),可以使用ADF结构优化得到的Bond Energy的绝对值+  * E<sub>O2</sub><sup>diss</sup>可以使用ADF结构优化得到的Bonding Energy(<0,用于抵消Gibbs自由能中内能部分。实际上更严格而言包括电子贡献的Bonding energy以及原子核贡献的内能两个部分,只是后者一般较小,两项在Gibss自由能的计算结果中,均可看到)
  
 **分子的MC化学势:**一般分子的MC化学势计算公式,可以参考上述公式,只是不用乘以系数1/2 **分子的MC化学势:**一般分子的MC化学势计算公式,可以参考上述公式,只是不用乘以系数1/2
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 {{ :adf:gcmc202010.png?350 }} {{ :adf:gcmc202010.png?350 }}
 =====结果查看===== =====结果查看=====
-在movie中可以看到Si的氧化结果+在movie中可以看到Si的氧化中间过程
  
 {{ :adf:gcmc202009.png?450 }} {{ :adf:gcmc202009.png?450 }}
 +
 +能量曲线平稳后,系统也达到平衡状态。
 +====键级====
 +在AMSinput中的键级,未经计算,因此其键级是图形窗口根据简单的价电子规则而猜测出来的。在Movie中是经过计算的,因此鼠标选中两个原子,窗口左下角则会显示两个原子之间的键级。
adf/gcmc2020.1606552556.txt.gz · 最后更改: 2020/11/28 16:35 由 liu.jun

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