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【入门基础教程】创建高密度大分子固体、分子动力学压缩与拉伸

分子比Builder的工作原理,是在用户指定的Cell体积内、指定的分子间距(默认值2.5埃,当然可以略微改小),随机刚性堆叠分子。如果分子形状比较长,体积比较大,或者存在比较大的扭曲,那就很难直接堆叠出用户希望的较大密度,从而堆叠失败、产生报错。

解决方法:先创建低密度体系,然后使用Model → MD Deformation功能,在NVT系综下压缩,达到指定体积后,弛豫一段时间。

为何体积变化反而使用NVT系综呢?NVT实际上是指定V和T,而不是V、T不能变化。在V、T变化的过程中,算法实际上是在构建一系列的NVT系综,这些系综,V、T有所不同而已。

过程如下:

设置方法

创建正常模型(在Edit → Builder窗口 → ➕Molecule → 读入xyz文件并输入分子个数): 这里主要是确定系统包含多少个分子,体积可以比较大,便于分子能够顺利填充进去,后面我们来设置压缩。窗口底部有预期密度,因此用户可以尝试调整Lattice vector看看设置为多少的时候,预期密度是所希望的,然后记住这个数值,例如本例修改为30.0*30*30的时候,预期密度是1.403,我们记住30.0*30*30这个压缩目标,然后把晶格常数改回200。当然这三个数字,不需要一定相等,用户自行设置即可。

设置正常的NVP系综MD参数:

注意这里设置的MD步数,比压缩过程所需步数多1~2万步更好,因为压缩完毕之后,还能弛豫一段时间,从而结构更加合理。因此这里我们设置2万步,后面压缩设置为1万步。 温度的设置,与弛豫的思想一致。可以比较低,一定要避免发生反应。

设置压缩: 压缩耗时1万步(压缩速度不能太快,否则容易导致分子碎裂),目标晶格常数为30.0*30*30。程序将在1万步的跨度中,匀速压缩到30Å*30Å*30Å。

当然用户如果有拉伸的需求,也可以在此处类似设置拉伸最终尺寸,以及花费Step数量即可。

提交作业。

结果

在Movie中可以看到在100帧的时候,晶格常数为:29.98299829,虽然不是精确的30.0,但是误差也比较小,可以忽略。能量在压缩到接近目标体积的时候,能量急剧增大,之后不再压缩,将逐渐弛豫到平衡构型,因此能量逐渐降低形成平衡状态。

需要检查,确实没有发生化学反应MD Properties → Molecules:

将最后一帧结构导出即可。

adf/highdensity.txt · 最后更改: 2024/02/21 17:29 由 liu.jun

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