MD分子动力学研究.pdf

*三份实验分别设有书签，方便查看。 晶格常数与体弹模量 郑之劼 5120519069 一、 实验目的 1.接触学习linux系统的简单操作。 2.了解晶格常数，体弹模量，点缺陷的设定语言。 3.在原有文件基础上进行修改完成实验内容。 二、 实验要求 计算Si在diamond、fcc晶格类型时的平衡晶格常数和体弹模量。 （1）修改input文件，计算si在bcc、sc的晶格类型下的平衡晶格常数和体弹模量。 比较四种晶格类型下的晶格基态能。 （2）尝试改写input 输入脚本，利用所提供的势函数文件，计算Cu 在fcc 结构下的 格常数和体弹模量。 理解计算空位形成能的原理，计算fcc 晶体Cu 中单个原子的空位形成能和间隙原子形成 能，尝试改写脚本文件。 （1）改变空位或间隙原子的位置，分析形成能的变化情况 （2）研究空位或间隙原子的浓度对其形成能的影响（改变模拟体系的大小） （3）构建多个空位或间隙原子，空位间隙原子对，对其结构和能量进行研究。 三、 实验原理 （1）平衡晶格常数：在本次模拟实验中，给定Si几种典型立方晶体结构：fcc,bcc,sc,dc, E 分别计算其对应平衡晶格常数a，并根据结果，判断dc结构是否能量最低，即最稳定。 pot N （2）材料所受应力和应变关系，其两者比值为弹性模量。在弹性变形范围内,物体的体 dP 应力与相应体应变之比的绝对值称为体弹模量。表达式B dV/V M d E2 对于立方晶胞，体弹模量B 。 9a da2 a 四、 实验步骤 cd md_1 cd 1_lattice gedit in.diamond #修改lattice类型，以及晶格常数变化量（variable） lmp -i in.diamond #运行in.diamond A.i686 diamond0.cfg #查看晶格图片，并保存 gnuplot p ‘data.d’u 1:2 w lp #保存E-a 曲线 f(x)=a+b*x+c*x**2 fit f(x) ‘data’ via a,b,c #拟合出曲线方程 重复以上，并且每次之前必须rm data.d 完毕。 五、 实验结果 （1）晶体结构图： 图 1FCC 图 2DC 图 3BCC 图 4SC （2）实验曲线 图 5FCC 图 6DC 图 7BCC 图 8SC （3）势能-晶格常数（不是上面的曲线）拟合曲线方程 （4）晶格常数与势能 dE B 由 得 0 a da 2C 0 0 a 4.1487