重新审视 Moment Tensor Potential/LAMMPS 接口中的多体相互作用热流与热导率计算

对于非对势可加相互作用的系统，热流算符的定义及其通过分子动力学模拟（MD）对晶格热导率（$\kappa_L$）的影响，在从传统经验势模型迁移到机器学习势（MLP）模型时是模糊且有争议的。经验模型描述通常限于三体到四体相互作用，而 MLP 可以体现复杂的多体物理。这里，我们研究并比较多体相互作用对热流计算在 Moment Tensor Potential（MTP）这一最流行的 MLP 模型中的重要性。对四种不同材料——PbTe、非晶 $Sc_{0.2}Sb_2Te_3$、石墨烯和 BAs——进行了非平衡 MD 和平衡 MD 模拟。我们发现非平衡 MD 结果中模拟恒温器与其实现的热流算符之间存在不一致性，这违反了能量守恒定律，表明需要修正。我们重新审视了计算器中的 virial 应力张量表达式，并识别出其中缺乏通用的多体热流描述。我们揭示了修正后的热流公式可能使平衡 MD 计算方法得到的 $\kappa_L$ 结果改变 29% 至 64%。我们的工作证明了在涉及 MLP 的 MD 模拟中进行多体描述进行热分析的重要性。本工作深化了对原子间相互作用与其热传输机制之间关系的理解。