ReaxFF: AMS 建模並輸出⾄ LAMMPS 運⾏

若 AMS ⽤⼾同時是 LAMMPS 使⽤者,可以將分⼦模型及⼒場參數從 AMS 轉換⾄ LAMMPS 進⾏計算。⽤⼾可以透過⽅便的 AMS GUI 建模,並且 AMS 提供了 90 種以上的 ReaxFF ⼒場參數。

轉換模型的坐標格式


⾸先,利⽤ AMSinput 使⽤者圖形化界⾯建立初始分⼦結構模型。

雖然 LAMMPS 進⾏ ReaxFF 計算所需的坐標檔格式,與 AMS 讀取的 .xyz 並不相同,但 AMS 提供了⽅便的⼯具轉換坐標格式,可以將坐標快速轉換為 lammps-data。

File | Export Coordinate | via ASE | .lammps-data

接著,參考下圖,在剛剛輸出的 lammps-data 中加上原⼦質量及原⼦電荷。

  • Masses 欄位,需知道元素對應的 Type ID,在這個範例中, Type ID: {1, 2, 3} 分別對應的元素是 {C, H, O}
  • 在 x 坐標前,加上⼀⾏原⼦電荷,將每個原⼦的初始電荷設定為 0 即可。

取得 AMS 提供的 ReaxFF 參數


截⾄ AMS2021 版本為⽌,AMS 共提供了 98 種 ReaxFF ⼒場參數,此為 AMS 整理過去文獻所得到的資料,這些⼒場參數及文獻可以參考 AMS ReaxFF – Included forcefield,裡⾯簡述了每⼀個⼒場適合應⽤的原⼦類型及環境。雖然 ReaxFF ⼒場參數具有不錯的 transferability,但強烈建議,在使⽤任何 ReaxFF ⼒場參數以前,仍需仔細閱讀該⼒場引⽤的文獻,確認該⼒場參數是否符合需求。可以在以下路徑找到 AMS 提供的⼒場參數檔案,並將需要的⼒場參數複製到 LAMMPS 計算資料夾中即可。

ReaxFF ⼒場參數路徑:

$AMSHOME\atomicdata\ForceFields\ReaxFF\XXX.ff

設定 LAMMPS 的 Input


參考附件 lammps input.zip 中的 in.reaxFF.xxx 及下圖,作為設定 LAMMPS 的 Input 的範例。

● 修改 read_data 後的檔案名稱為剛剛所輸出的坐標檔 lammps-data, xxx.lammps-data
● 修改 pair_coeff 後的⼒場參數檔案路徑, e.g. CHO.ff
● 若要運⾏ NVT,修改 fix 指令如下 (以 Berendsen 為例): fix 3 all temp/berendsen 3000.0 3000.0 100.0
● 若要運⾏ NPT,修改 fix 指令如下 (以 Berendsen 為例):
fix 3 all temp/berendsen 3000.0 3000.0 100.0
fix 4 all press/berendsen iso 0 0 1000.0

接著便可利⽤修改完成的 in.reax.xxx , xxx.ff , xxx.lammps-data control.reax 進⾏ LAMMPS 的分⼦模擬計算,使⽤者也可以根據⾃⼰的需求,進⼀步調整 LAMMPS 的 Input。

若有任何問題,歡迎來信詢問。

Try AMS yourself:https://www.scm.com/free-trial/

點擊下載 lammps_input.zip ⭳⭳⭳

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