动力学模拟是一种重要的原子级模拟方法，通过求解原子运动的经典力学牛顿方程对相空间进行采样，不仅可以研究体系在相空间的演化过程，还可以通过产生的系列结构（系综）通过统计方法得到体系在非零温度下的各种性质。 动力学过程中的原子间相互作用力则可以通过多种方法求得，可以是密度泛函理论，也可以是经验力场。

有关QuantumATK中的动力学方法的更多介绍参见：

• QuantumATK：更强大、更灵活的材料动力学模拟

QuantumATK让分子动力学（MD）模拟变得非常简单：只需在配置中添加所需的计算器和分子动力学流程模块就可以开始模拟。不过，关于哪些参数和设置最适合不同类型的模拟，有一些指导原则。本教程提供 QuantumATK 中 MD 功能的基本概述，并逐步解释如何正确设置模拟以获得所需结果。

MD 模拟是一种在预定义条件下模拟原子和分子运动的技术，如温度、压力、应力、外力等。因此，MD 模拟可用于研究纳米级的动力学过程，并计算广泛的性质，例如相图、扩散系数、各种响应函数，还包括多种静态量，如径向分布函数、配位数、弹性模量等。

• 中文（旧）
• 英文

无定形（非晶）固体（即没有任何周期性原子或分子排列顺序的结构，例如玻璃或聚合物），可以在各种材料中找到，它们的机械和电子性能通常与各自的晶体有很大不同，因此在广泛的技术中变得越来越重要。例如，非晶态二氧化硅的热膨胀系数大约比石英晶体的相应值低一个数量级。然而，与晶体结构比较容易定义相比，很难描述给定材料的非晶态结构。本教程提供了一些关于在QuantumATK中使用分子动力学（MD）模拟以不同精度生成非晶态结构的指南。

获得给定材料的非晶结构并不简单。与相应的晶体结构相比，没有独特的单胞或超单胞表示，因为结构本身具有很大程度的随机性。本教程以非晶二氧化硅为例介绍：

• 如何基于DFT或经典力场方法生成非晶态结构，作为进一步模拟的代表性结构和输入配置；
• 如何使用经典力场MD模拟来获得非晶材料的第一个起始结构，当重点放在电子特性上时，可以在第二步中使用半经验或DFT分子动力学对其进行细化；
• 模拟非晶二氧化硅，通常被称为熔融石英或熔融石英，它是应用最广泛的非晶材料之一，例如在传统或专用玻璃以及半导体行业中。
• 如何在晶体和非晶区域之间创建界面结构。

教程链接：

• 生成非晶态结构（英文）

新的 QuantumATK ForceField 软件包提供了大量预定义的经典力场，涵盖了广泛的元素和体系。但是，如果您对某个特定的力场感兴趣，而该力场还不是该预定义集的一部分，那么您可以轻松添加这些参数并创建自己的力场，只要支持底层的力场函数形式支持即可。还可以修改现有力场的单个参数，以便将力场调整到适合特殊。此外，你可以将不同的力场结合，以涵盖更广泛的元素。本教程简要概述了 QuantumATK ForceField 的这一功能。

• 添加、组合和修改经验力场（英文）

近年来，机器学习的原子间势（MLIP）已经变得很流行，因为它们可以提供 MD 模拟、几何优化和单点计算所需的能量、力和应力的从头计算精度。矩张量势（MTP）是一类 MLIP，在给定精度下具有较高的性能。

MTP 可以通过将线性回归模型拟合到参考数据集来训练。参考数据集上的 MTP 训练可以通过两种方式进行：批量学习和主动学习。在批量学习中，MTP 在预先计算的参考数据集上进行训练。在主动学习中，通过主动向初始参考数据集添加缺失的配置，可以动态地对其进行改进。首先根据初始参考数据训练初步 MTP，然后使用该 MTP 力场开始 MD 模拟。当 MD 中遇到与初始参考几何体非常不同的几何结构时，将其添加到参考数据集中。

本教程以 HfO2 为例，介绍如何生成 MTP，该 MTP 可以使用 NanoLab GUI 预测晶体和非晶结构。

教程链接：

• 利用主动学习生成 HfO2 的机器学习 MTP 势（英文）
• 了解更多MTP力场方法信息：链接。

• 气相沉积模拟薄膜生长（英文）

• 用硅烷模拟硅沉积（英文）

• 石墨烯片上离子轰击的模拟（英文）

• 硅中的单轴和双轴应力（英文）

• 多晶铜蠕变实验模拟（英文）

• 含缺陷碳纳米管的杨氏模量（英文）

• 界面热导（英文）

本教程介绍如何使用分子动力学（MD）模拟计算液态金属中的原子扩散系数。一般来说，准确测量液体中的扩散系数是一项具有挑战性的任务。本教程将演示QuantumATK工具如何让您在计算机上以直接的方式高效地研究这一基本现象。

• 分子动力学模拟中的液体扩散（英文）

• 使用Metadynamics动力学方法研究 Cu(111) 中 Cu 空位的扩散（PLUMED）(英文教程)

• 用分子动力学方法模拟液体的粘度
• 英文教程）

• Li-S 电池的开路电压：ReaxFF 方法分子动力学
• (英文教程)

• 建立环氧热固性材料的模型（英文）

• 聚合物材料的热-力学性能分析（英文）

• 英文教程列表