一种兼容KIM的potfit用于拟合松弛原子间势：在硅的EDIP模型中的应用

拟合原子间势因能快速计算原子的能量与力而被广泛用于原子模拟。然而，模拟结果关键取决于所用势的质量。力匹配是一种旨在通过使势计算的力尽可能紧密地匹配第一性原理计算所得的力，来构造可靠且可迁移原子间势的方法。potfit 程序是力匹配方法的一种实现，其采用全局最小化算法随后进行局部最小化润色来优化势参数。我们从两方面扩展了 potfit。首先，我们使代码兼容 KIM 应用程序编程接口（API）标准（原子间模型知识库项目的一部分）。这使得使用 potfit 来拟合许多 KIM 势模型成为可能，而不仅仅是那些预置在 potfit 代码中的模型。其次，我们将测地 Levenberg–Marquardt（LM）最小化算法作为新的局部最小化算法纳入 potfit。通过使用 KIM 环境依赖原子间势（EDIP）硅模型生成训练集，并利用 potfit 从不同初始猜测恢复势参数，对扩展后的 potfit 进行了测试。结果表明，EDIP 是一个“松弛模型”，即其预测对某些参数不敏感，这使得拟合更为困难。我们发现测地 LM 算法对此情况尤其高效。扩展后的 potfit 代码是开发用于块体与二维材料的、基于 KIM 的原子间势拟合框架的第一步。代码可通过 https://www.potfit.net 下载。