对于简单的晶体结构,比如体心立方bcc、面心立方fcc等,可以使用lattice bcc或者fcc命令建模。


对于结构稍微复杂点的晶体,可以使用lattice custom命令。


lattice custom语句格式如下:


lattice custom Length a1 a2 a3 basis ...

使用lattice custom建模流程如下:


(1)找出晶体中最小的重复单元,也就是原胞


(2)确定基矢a1,a2,a3。对于大部分晶体来说,基矢可以和坐标轴重合,例如正方形晶胞的基矢a1(1 0 0)、a2(0 1 0)、a3(0 0 1)。


(3)确定原胞内各原子的坐标,这个坐标不是绝对坐标值,而是相对于基矢的相对坐标,最大值不能超过1。


lammps建模命令lattice custom案例详解_二维


下面以石墨烯为例,详解一下建模具体过程:


(1)找出最小的重复单元:如上图红框所示,最小的重复单元划分方法不唯一,选择一种即可。


(2)确定基矢:a1沿水平x轴方向,a2沿垂直y轴方向。石墨烯是二维结构,a3取小于单层石墨烯厚度。

假设石墨烯键长L=1.42,则a1=3L,a2=1.732L,a3=2L(低于3.35即可)。


(3)确定各原子坐标(实际坐标值/基矢各方向长度):

原子1坐标:(0,0,0)

原子2坐标:(0,33,0,0)

原子3坐标:(0.5,0.5,0)

原子4坐标:(0.833,0.5,0)


以上数据写入lattice custom代码:

lattice      custom 1.421 a1 3 0 0 a2 0 1.732 0 a3 0 0 2 &
basis 0 0 0 &
basis 0.33 0 0 &
basis 0.5 0.5 0 &
basis 0.833 0.5 0


最终模型结果:

lammps建模命令lattice custom案例详解_相对坐标_02