版本：P-219.03

在本教程中，您将学习如何使用 PlumedMetadynamics 类和 PLUMED 插件在 QuantumATK 中设置和运行 Metadynamics 模拟。它将涵盖设置探索与 Cu(111) 面上 Cu 空位扩散相关的自由能分布，如何设置 Metadynamics 计算以及如何分析结果。

Metadynamics [LP02] 是一种基于分子动力学的强大方法，可以研究多维自由能表面（FESs）。它允许人们通过基于系统微观坐标的多个变量集（CV）的函数重构系统的 FES。

在 Metadynamics 中，附加的偏势能会在模拟期间定期添加到系统中。这就使系统能够避免较深的自由能最小值并克服高能量位垒，从而有效地探索整个自由能表面。在材料科学领域，该方法已用于研究晶体多态性、固液界面以及固体和表面的化学反应。在这里，您将应用它研究 Cu(111) 面上 Cu 空位的扩散。

QuantumATK 通过 PLUMED 插件实现 Metadynamics。在本教程中，我们将会简要地介绍该方法，解释怎样为 Cu(111) 上的空位扩散设置 Metadynamics 脚本，以及如何分析生成的自由能表面。

关于 Metadynamics 方法的更多信息，可参见参考文献 [BBP11] 和 [BN15]。