KMCLib：晶格动力学蒙特卡洛 (KMC) 模拟的通用框架
计算物理
2014-05-07 v1
摘要
KMCLib 是一个用于晶格动力学蒙特卡洛（KMC）模拟的通用框架。该程序能够处理一维、二维或三维空间中数百万粒子的扩散和反应模拟，其设计便于用户轻松扩展和定制，从而无需修改程序核心功能即可为特定系统开发复杂的自定义 KMC 模型。分析模块和即时基元步骤扩散速率计算可以作为插件实现，遵循定义明确的 API。插件模块通过 Python 脚本语言与核心 KMCLib 程序松散耦合。KMCLib 编写为带有后端 C++ 库的 Python 模块。在后端库初始编译后，KMCLib 作为 Python 模块使用；程序输入以通过标准 Python 解释器执行的 Python 脚本形式提供。我们详细描述了代码的功能和实现，并通过简单的一维 A-B-C 晶格 KMC 模型和更复杂的萤石结构金属氧化物中氧空位扩散的三维晶格 KMC 模型，展示了其缩放行为和平行性能。KMCLib 能够跟踪单个粒子的运动，并包含均方位移分析工具，因此特别适用于研究表面和固体中的扩散过程。
引用
@article{arxiv.1405.1221,
title = {KMCLib: A general framework for lattice kinetic Monte Carlo (KMC) simulations},
author = {Mikael Leetmaa and Natalia V. Skorodumova},
journal= {arXiv preprint arXiv:1405.1221},
year = {2014}
}