利用 LAMMPS 进行相边界的非平衡自由能计算
材料科学
2021-12-10 v2 统计力学
计算物理
摘要
我们给出在 LAMMPS(Large-scale Atomic/Molecular Massively Parallel Simulator)代码中用动态 Clausius-Clapeyron 积分(dCCI)方法计算经典系统相边界的指南。dCCI 方法的优势在于它利用相对短的单次非平衡模拟提供跨越宽泛热力学态的共存曲线。我们描述了允许在压力和/或温度宽区间内计算 Gibbs 自由能的非平衡自由能方法的最新进展。我们详细给出 dCCI 方法,讨论其在 LAMMPS 包中的实现,并提供源代码、脚本以及辅助文件。作为示例,我们确定了硅在 0 至 15 GPa 压力范围及低至 400 K 直至液相的温度范围内的相图,以获得金刚石、液相与 β-Sn 相之间的相边界与三相点。
引用
@article{arxiv.2103.10449,
title = {Nonequilibrium free-energy calculation of phase-boundaries using LAMMPS},
author = {Samuel Cajahuaringa and Alex Antonelli},
journal= {arXiv preprint arXiv:2103.10449},
year = {2021}
}