
完全一篇Acta Materialia文章的无需计算化学势差的MD/MC模拟in文件
模拟材料中的原子扩散过程往往需要精确控制化学环境。传统方法依赖化学势差驱动原子迁移,但
最近Acta Materialia上一篇工作展示了无需预设化学势差的分子动力学(MD)与蒙特卡洛(MC)混合模拟
方案。咱们直接拆解他们的LAMMPS输入文件,看看这波操作怎么玩转原子运动。
先看初始化部分。这段代码直接定义了晶格类型和初始结构:
```lammps
units metal
atom_style atomic
lattice fcc 3.61
region box block 0 20 0 20 0 20
create_box 2 box
create_atoms 1 box
create_atoms 2 random 5 12345 NULL
```
这里有个骚操作——用`create_atoms 2 random`直接往基体里随机插入第二组元原子。传统做法可
能需要先做能量最小化确定稳定位置,但作者直接让MC过程自行调整原子分布,省去了预平衡步骤。
势函数设置采用EAM合金势:
```lammps
pair_style eam/alloy
pair_coeff * * FeCu.eam.fs Fe Cu
```
重点在于势函数的兼容性。这里使用铁铜二元势,允许两种原子自由置换。代码里没出现化学势参
数,说明扩散驱动力完全来自原子间的局部相互作用,而非全局化学势梯度。
混合动力学部分才是精髓:
```lammps
fix 1 all nvt temp 900.0 900.0 0.1
fix 2 all mcmove 0.5 1234 swap Fe Cu
```
同时加载NVT系综和MC原子交换。`mcmove`里的swap参数设定了50%的MC尝试概率(0.5),在Fe-Cu之
间随机选取原子对进行位置交换。每次MC步会根据Metropolis准则接受或拒绝交换,能量变化自动包含化
学势的影响,相当于把化学势差计算内嵌到MC过程中。