冲击压缩石英的原子级分子动力学模拟
化学物理
2015-05-28 v1
摘要
利用van Beest、Kramer和van Santen提出的所谓BKS半经验势，对石英的冲击波压缩进行了原子级非平衡分子动力学（NEMD）模拟，以构建石英的Hugoniot曲线。我们的方案通过使用飞片撞击器来模拟真实世界的实验设置以激发冲击波，并且是首个在采用周期性边界条件的三维系统中使用几何优化过的极性平板体系的冲击波模拟。我们的方案还包括极性石英平板中表面偶极的弛豫，这是稳定模拟的必要前提。原始的BKS势不适用于冲击波计算，因此我们提出了一个简单的修正。通过此修正，我们发现计算得到的Hugoniot曲线与高达25 GPa的实验冲击波数据吻合良好，但在此之后显著偏离。我们得出结论，修正后的BKS势适用于代表性地核压力条件下的石英，但不适用于高压冲击波模拟。我们还发现，BKS势在零温下错误地偏好{\beta}-石英相而非{\alpha}-石英相，并且在6 GPa处存在一个{\beta} \rightarrow {\alpha}的相变。
引用
@article{arxiv.1107.2152,
title = {Atomistic Molecular Dynamics Simulations of Shock Compressed Quartz},
author = {Matthew R. Farrow and Matthew I. J. Probert},
journal= {arXiv preprint arXiv:1107.2152},
year = {2015}
}
备注
19 pages, 13 figures, Accepted for publication in Journal of Chemical Physics