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模拟气相沉积薄膜生长过程
介绍
在本实例中你将学到如何使用Virtual Nanolab和Atomistic Toolkit中的分子动力学（MD）模拟来模拟在基底上生长气相沉积薄膜。
气相沉积是一种广泛应用的技术，用以在基底材料上生长晶体薄膜或者无定型固态薄膜。模拟这些过程可以帮助理解其生长微观机制，和过程参数（压力，温度等）对原子结构和动力学的影响。
在本实例中你将模拟在晶体碳化硅（SiC）基底上生长SiC，与文献[1]中的研究类似。你将使用半经验势，相比从头算方法（譬如DFT方法），它能进行更大系统和更大时间规模的模拟。本例中的模拟主要是物理气相沉积（PVD）方法。当然，如果包含了描述化学反应的合适的力场，或者有充足的计算资源来使用从头算方法，化学气相沉积（CVD）过程原则上也是可以进行模拟的。
对于本实例来说，你需要熟悉在分子动力学基础中描述的分子动力学基本功能。你将学到如何使用Python脚本语言和ATK分子动力学常规中的挂钩功能（hook functionality）来运行高级的模拟。
小提示 ！ 在文献[1]中使用的修正嵌入原子模型（MEAM）目前在VNL-ATK中不可用。你将使用Tersoff势来代替，它并不会产生如参考文献中那样的层状晶体。模拟技术显然独立于势能的选取，因此对各种材料都适用。
小提示 ！ 限定的可接近的模拟时间需要在蒸汽压值下具有可操作性，而这个蒸汽压比实验值高出很多。当你解读模拟结果时，你应该时刻注意这一点。在remarks部分可以找到与之相关的更细致的讨论。
模拟策略
运行一个沉积模拟需要一些不同的技术。与通常的平衡态分子动力学模拟最主要的不同是，随着蒸汽原子或分子的引入，整个系统的粒子数随之增加。在VNL-ATK中有两种策略来实现：
1.为每个新引进的原子或者分子运行一次新的模拟。通过在已沉积原子/分子上连续添加新的原子/分子可以实现整个沉积的模拟。
2.将所有需要沉积的原子或分子放在模拟晶胞的库（reservoir）中。对于每个新的沉积过程，从库中取出一个原子把它放在基底上方。
第一个方法的好处是只有真正需要的原子才出现在模拟晶胞中，这提高了模拟效率。然而，由于原子数在变化，在VNL-ATK中不可能将整个模拟保存在一个MD Trajectory中用以后续的可视化和分析。所以，本实例选取了第二种方法。当准备模拟时，我们必须注意在库中的原子不会与系统活跃部分有显著的相互作用，尤其是吸附发生的表面。在本实例中，库将会呈现为放在紧挨着基底底部的晶体。
