lammps案例：空位形成能的模拟与计算

大家好，我是小马老师。

在昨天的推文中，介绍了计算Cu间隙原子形成能的lammps模拟方法。

与间隙原子相对应的另一种缺陷是空位缺陷，本文介绍计算空位形成能的模拟方法。

空位形成能计算公式和间隙形成能类似：

主要模拟过程也差不多，间隙原子是额外插入了一个原子，而空位是指在原来的晶格中删除一个原子。

假如体系共有N个原子，删除一个原子后原子总数为（N-1），空位形成能等于删除一个原子后的能量Ef减去（N-1）个原子的能量。

具体in文件如下，代码来源于网络，我进行了修改和简化，对原作者表示感谢。代码已经注释，仅供参考。

#模型基本设置
variable ao equal 3.615
units   metal
dimension   3
boundary    p p    p      
atom_style  atomic
#建模
lattice fcc 3.615
region  box block -4 4 -4 4 -4 4
create_box  2 box
lattice fcc 3.615
create_atoms    1 box
#力场参数设置
pair_style  eam/alloy
pair_coeff * * FeCuNi.eam.alloy Cu Cu
#计算势能
compute eng all pe/atom 
compute eatoms all reduce sum c_eng
#设置输出
thermo 10
thermo_style custom step pe c_eatoms 
#能量最小化
min_style cg
minimize 1e-15 1e-15 5000 5000
run 0
#计算原子数量
variable N equal count(all)
variable No equal $N
#计算初始能量E0
variable E equal "c_eatoms"
variable Ei equal $E
#产生空位原子
variable r2 equal sqrt(${ao}^2+${ao}^2)/4
region select sphere 0 0 0 ${r2} units box
delete_atoms region select compress yes
write_data  cu.data
#设置输出
thermo 10
thermo_style custom step pe lx ly lz press pxx pyy pzz c_eatoms 
#再一次能量最小化
min_style cg
minimize 1e-15 1e-15 5000 5000
write_data  cu2.data
run 0
#计算插入空位原子后的能量Ef
variable Ef equal "c_eatoms"
#计算空位原子形成能
variable Ev equal (${Ef}-((${No}-1)/${No})*${Ei})
#输出空位原子形成能
print "Vacancy formation energy = ${Ev}"

势函数和in文件可加QQ群下载：754749935

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