从直接共存仿真确定流体-晶体相边界的简单且准确的方法
软凝聚态物质
2025-04-24 v2 统计力学
摘要
确定相边界的数种方法之一是显式模拟感兴趣两种相的直接共存。虽然该方法对流体-流体共存非常有效，但对于流体-晶体转变常被认为不太有用，因为必须额外注意防止仿真边界对晶体相施加不必要的应力。本文提出了一种对直接共存方法的简单改进，仍可获得流体-晶体共存条件的高度准确预测，前提是可以轻松地模拟流体-晶体界面。我们在硬球、屏蔽库仑势以及 2D 非均匀粒子模型上测试了该方法。所有情况下，我们发现直接共存方法与（更为繁琐的）自由能计算方法之间的优异一致性。此外，该方法足够准确，以解析在热力学极限下硬球面心立方晶体与六角紧密堆积晶体之间的（微小的）自由能差。该方法的简单性也确保其可以在几乎任何仿真方法或软件包中轻松实现。因此，该方法为精确确定相边界提供了极佳的自由能方法的替代方案。
引用
@article{arxiv.2403.10891,
title = {A simple and accurate method to determine fluid-crystal phase boundaries from direct coexistence simulations},
author = {Frank Smallenburg and Giovanni Del Monte and Marjolein de Jager and Laura Filion},
journal= {arXiv preprint arXiv:2403.10891},
year = {2025}
}
备注
Consists of a manuscript, and sample LAMMPS script. This is the accepted manuscript